基于足球机器人的多人工生命体行为协作的研究

作     者：刘婵桢 

作者单位：重庆理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张小川

授予年度：2011年

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

主      题：足球机器人 人工生命体行为协作 AR模型 模糊 Petri网 势场法 

摘      要：机器人是人工生命中具有不少价值的应用实例,其中足球机器人是机器人的一个典型实例,本文以足球机器人作为多人工生命体的研究平台。足球机器人系统是一种移动机器人系统,其协作十分重要,因此,机器人足球比赛是一种典型的协调多机器人系统。在多个足球机器人系统中,每一个足球机器人都可以被看作是一个人工生命体,足球机器人的行为协作通过足球机器人四个系统中的决策子系统来实现。 在决策子系统中,本文将采用三层的结构模型,高层策略层、中间层角色分配层和低层机器人动作执行层。在策略层用预测方法提高了行为协作能力,用模糊Petri方法研究高层次的行为协作。在决策子系统的最低层用改进的势场法实现了低层次的行为协作。文章在所依托的科研项目支持下,以仿真机器人足球为研究平台,展开人工生命体行为协作的研究工作。本文主要研究的内容分为以下三个方面: 第一、根据AIC定阶准则和用样本得出自相关函数建立AR模型,预测球的位置,预测结果误差较小。该方法是根据自身前几个周期情况而预测以后的情况,提高了后面行为协作的能力。 第二、足球机器人赛场上的情况瞬时多变,每一周期能够选择的策略也有很多种,怎么选择出一种最利于我方情况的策略将是提高多个足球机器人协作水平的研究重点。针对决策子系统中的策略层,对策略选择建立了模糊Petri网模型,为足球机器人的行为协作提供新的方法与思路。 第三、在决策子系统中的低层机器人动作执行层,各个机器人都有自己的任务,在向着目标运行的过程中,会因碰撞影响各个机器人的行为协作。针对这个问题,本文在前人的基础上,对势场法的前期判断与公式进行改进,实现仿真足球机器人的实时避碰。