robocup3d守门员的防守策略研究

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1、RoboCup3D守门员的防守策略研究　　摘要：在Robocup3D比赛中，防守一直是一个重要的研究方向。该文提出了一种基于迭代扩展卡尔曼滤波（IEKF）的足球定位方法。这种方法能为为守门员提供精确的足球位置信息，从而提高守门员的扑球与截球成功率。守门员的防守策略包括扑球、主动截球解围等动作，在不同情况下做出合适的选择才能够的更好地提高防守效率与成功率。　　关键词：迭代扩展卡尔曼滤波；扑球；防守策略　　中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1009-3044（2016）19-0152-04　　ResearchonDefensiveStrat

2、egyofGoalkeeperinRobocCup3D　　WANGWei-jian，YANGWei-min，LIKai，LIZhi-wen　　（1.DepartmentofComputerScienceandTechnology，AnhuiUniversity，Hefei230601，China）　　Abstract：DefenseisalwaysacriticalresearchtargetinthematchofRoboCup3D.ThispaperproposedamethodtolocatesoccerballbasedonIteraati

3、veExtendKalmanFilter（IEKF）.Thismethodcanprovidegoalkeeperaccurateinformationofsoccerballwhichaimedtoimprovethesuccessratesofcatchingandintercepting.Goalkeepers’strategyconsistsofmanyactionsuchasball-catchingandball-intercepting，makingcorrectchoicesin8differentcasescanimprovesu

4、ccessratesandenablegoalkeeperstodefensemoreeffectively.　　Keywords：IteraativeExtendKalmanFilter；ball-catching；defensivestrategy　　1概述　　Robocup3D即机器人世界杯足球锦标赛仿真组比赛，其比赛环境是3D的，世界模型与机器人模型也都依赖于物理引擎，这使得比赛更加逼近真实的足球比赛。没有复杂的硬件问题，研究人员可以更好地将精力投入到比赛中机器人的决策问题上。其研究背景以MAS（多智能体系统）和DAI（分布式人工智能）【1

5、】为主，通过实时异步、分布式控制的平台对比赛中机器人与世界模型进行仿真模拟，可以实现机器人的各种行为动作，测试机器人的进攻与防守决策系统。比赛目标是在2050年之前组建一支可以打败人类世界杯足球赛冠军的机器人球队。近年来该项目以其新颖的比赛模式、具有挑战性的技术难度吸引了国内外许多高校队伍。8　　比赛中的得分方式是将球带入或踢入对方球门，所以这就需要制定合适高效的进攻策略，相应地，这也要求我们在面对对方球员的带球进攻下，组织有效的防守。当比赛结束时双方战平，则会采用点球进行胜负判别。在点球比赛阶段，每个队伍都只有一名球员在球场上，即进攻队点球球员和

6、防守队守门员。守门员作为球门的最后一道防线起着至关重要的作用。守门员通过对足球的定位与运动路线的预测，结合场上不同的情况，做出不同的防守动作，如扑球，主动截球，大脚解围等。本文介绍了一种基于卡尔曼滤波【2】的足球定位方法，为守门员提供足球的准确位置信息并详细介绍了守门员的模型构建，防守策略。　　2守门员的结构模型　　2.1NAO模型简介　　NAO是由AldebaranRobotics公司开发的双足结构仿人智能机器人[3]，在学术领域世界范围内被广泛运用。NAO参与的研究项目包括语音识别、视频处理、模式识别、多智能体、自闭症治疗系统、自动化、讯号处理

7、、全身运动以及路径规划等。2007年，机器人世界杯足球锦标赛RoboCup组委会将NAO定为比赛标准平台。　　NAO高度约为57cm，质量接近4.5Kg，拥有22个关节感应器。这22个关节使得NAO更具移动性，可以灵活地完成各种复杂的高难度动作，其关节结构图见图1[4]。　　2.2NAO模型的异构　　比赛采用NAO型仿真机器人作为球员（Agent），但球员的结构模型并非完全一样，其中存在着异构现象。虽然机器人的关节包括头部摄像机都是相同的，但是手臂，左右腿的长度以及脚掌结构却存在着区别。RoboCup3D比赛服务器Rcssserver3D（最新版本

8、0.6.10）规定了几种类型的机器人异构。具体模型见图2（a，b，c）。　　由图2可以看出，b型异构机器人的手臂与双腿较长