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1、第2卷第4期智能系统学报Vol.2№.42007年8月CAAITransactionsonIntelligentSystemsAug.2007RoboCup比赛环境下足球机器人路径规划研究黄彦文,曹其新(上海交通大学机器人研究所,上海200240)摘要:RoboCup中型组足球机器人比赛具有高度的对抗性和实时性.比赛中机器人需要针对不同的比赛态势进行角色切换和任务选择.在这种环境下,应用传统人工势场或一般改进型人工势场的路径规划方法都无法得到令人满意的结果.将障碍物与机器人之间的相对速度矢量以及目标与机器人之间的相对速度矢量分别引入人
2、工势场法中,对传统的势场函数进行了改进;并根据机器人的不同角色和任务,采用模糊逻辑方法对势场函数进行修正,提出一种处理多角色多任务环境的改进型人工势场法机器人路径规划方法.仿真试验和实际应用验证了此算法在足球机器人比赛系统中的可行性.关键词:人工势场;模糊逻辑;路径规划;多角色多任务环境;足球机器人中图分类号:TP24216文献标识码:A文章编号:167324785(2007)0420052206PathplanningforrobotsoccerintheRoboCupenvironmentHUANGYan2wen,CAOQin2x
3、in(ResearchInstituteofRobotics,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China)Abstract:TheRoboCupmiddlesizerobotsoccergameisfullofintensecompetitionandhasastrongreal2timeproperty.Duringamatch,arobotmustchangeitsrolesandtasks,inreal2time,accordingtothegamesituation.Inth
4、issituationwecannotgetsatisfactoryresultsusingatraditionalorevenanimprovedartificialpotentialfield.Thispaperproposesanewimprovedpotentialfieldmethodbasedonfuzzylogictodealwiththemulti2task/multi2rolesituation.Itcaneffectivelyanalyzetheeffectsofrelativelocationandvelocit
5、yontherobots,theobstacles,andthegoals.Computersimulationsdemonstratetheeffectivenessofpathplanningusingthenewpotentialfieldmethod.Keywords:artificialpotentialfield;fuzzylogicmethod;pathplanning;multi2taskmulti2rolesituation;ro2botsoccerRoboCup中型组机器人足球比赛是一类典型传统的人工势场法存在局部
6、最小值、在障碍物的对抗性动态环境下移动机器人的自主控制任务.前易发生振荡、不适应动态环境等缺陷.为了解决动[8]在比赛中,机器人具有前锋、中场、后卫、守门员等不态环境下的避障问题,N1Y1Ko将机器人和障碍同的角色,需要完成寻球、带球、防守、射门、拦截等物之间的相对速度在它们位置连线上的投影作为加[1]权因素,对二者的实际距离进行修正,建立虚距离概不同任务.无碰撞路径规划在其中扮演了不可或[10]缺的角色.当前具有代表性的路径规划方法有C-念,以虚距离为变量建立势场;S.S.Ge通过引入空间法[2]、人工势场法[2-4]、拓扑学法[2
7、]、可视图法、相对速度信息重新定义势函数,解决动态环境下机[11]人工智能法[5-6]以及启发式搜索法[2]等.考虑到足器人的路径规划问题;T.Fraichard在相对速度球机器人比赛中的实时性要求,人工势场法以其数方向上施加力的作用,解决非完整约束移动机器人学描述简洁、计算量小、实时性高等优点,成为解决的动态避碰问题;文献[12]也提出一种基于相对威胁系数的改进型人工势场方法,并在足球机器人比比赛环境下移动机器人无碰撞路径规划的最常用的[3-4,7-11]赛系统中进行了验证.然而,在RoboCup中型组足方法之一,并得到了非常广泛的
8、应用.球机器人比赛中,具有较高智能的机器人需要根据收稿日期:2006212214.当前的比赛态势改变自身的角色并选择不同的任基金项目:国家高技术研究发展计划资助项目(2006AA04Z261).务.而上述传统的机器人路径
