足球机器人控制系统设计 - 图文

黑龙江职业学院毕业设计（论文） 第44页

第五章 中型足球机器人决策子系统分析

与设计

5.1 决策子系统分析 5.1.1 决策子系统的任务

在机器人足球比赛系统中，决策子系统上接视觉子系统，下接通信子系统，它是整个系统的中心枢纽。视觉子系统传来场上机器人和球的位置坐标和方向角，这些数据信息作为输入量进入决策子系统。决策子系统的任务就是如何根据这些信息，经过决策处理，得出各个机器人的运动控制命令，提高无线通信子系统发送给各个机器人。决策子系统的优劣将直接影响到比赛的成败。

足球机器人的决策系统扮演着教练员和运动员的职责。在真实的绿茵场上，作为教练员要根据球场上的实际情况来部署球员，同时也根据不同的对手，选择不同的队形。足球机器人赛场上，决策者也应该根据不同的球队采取不同的策略，对于错综复杂的球场形势，运用灵活的策略。作为人类，球员与教练的思维通常包括形象思维和逻辑思维两部分，在激烈的体育比赛中通常以形象思维为主。如当比赛场上具有如图5.1所示的态势: R1～R3为我方机器人在左半场，向右进攻，人类教练员会立即看出R1队员进攻位置比

321 图5.1 反映比赛瞬间态势的示意图

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较好，应该进行射门。而机器人决策系统从视觉子系统得到的信息只是一个包含机器人姿态和球位置的数据矩阵，这使人类形象思维的优势荡然无存。

人类对球场信息的处理通常是在模糊概念上，如:远、近、快、慢、有利、无利??，用自然语言进行推理、决断。而决策子系统面对的是精确的数据和呆板的程序语言。如何将教练员的决策思维过程形式化、规范化，并用计算机程序表现出来，这属于知识工程的范畴，崭新的前沿领域。这也是机器人足球比计算机下国际象棋更具挑战性的要点所在，也是决策子系统的难点所在。

图5.2决策系统输入输出模块图

如图5.2所示，决策系统是一个知识型系统，有如下关系:

O=f (I)

其中，I(2n?1)?3矩阵是视觉输出的数据，为场上物体的位姿，On?2矩阵是决策输出数据，为我方机器人的左右轮速设定，n为我方机器人的数目。对于Mirosot 3VS3的足球机器人系统，场上实体的位置信息，它可由一个7×3的矩阵来表示：

视觉系统 辨识数据 人机界面 设定 微型足 球机器 人决策 系统 机器人左右轮速度设定 I7?3?XR1?X?R2?XR3???XOR1?XOR2??XOR3?X?BYR1YR2YR3YOR1YOR2YOR3YB?R1??R2???R3???OR1? ?OR2???OR3??B??其中，前3行分别表示我方机器人R1、R2、R3的坐标值(x, y)及方向角值，第四行至第六行分别表示对方机器人OR1、OR2、OR3的坐标值(x, y)及方向角值，最后一行表示球的坐标值及方向角值。