徐心和郝丽娜丛德宏东北大学人工智能与机器人研究所

2020/6/27
8
第九章 集控式微型足球机器人（四）
首先完成演绎推理
1 —— 准备好决策需要的各种状 态变量函数值—— 条件
4、5、6 —— 作为动作安排可以 统一规划—— 归宿
2020/6/27
9
第九章 集控式微型足球机器人（四）
9.7.4 队形与角色分配
队形——球员在场上的相对位置关系。它是和比赛双 方特点及场上形势密切相关的。它直接关系到攻守策 略。 足球场上的队形有4-3-3，4-4-2，3-5-2等。 机器人足球车速可在2米以上，攻守转换极为神速，常 常视球的位置、运动速度和方向而决定。队形多构成 堵截和围攻之势。 队形和角色分配密切相关。主攻或主防角色确定之后， 其他队员呈配合之势。 角色分配有相应准则给出。如最近、最有利等。
《机器人原理与应用》
第九章 集控式微型足球机器人 （四）
徐心和 郝丽娜 丛德宏
东北大学人工智能与机器人研究所
2020/6/27
1
第九章 集控式微型足球机器人（四）
9.7 机器人决策子系统
9.7.1 从牛牛-1谈起（MiroSot 3:3) 9.7.2 决策子系统的任务与特点 9.7.3 决策推理模型 9.7.4 队形与角色分配 9.7.5 典型动作设计与安排 9.7.6 决策系统结构设计 9.7.7 决策系统的完善与丰富
第九章 集控式微型足球机器人（四）
动作设计的目标
如何从眼花缭乱的比赛中归纳提炼出有 限的基础性的单元动作
如何构造和设计足球机器人的动作体系、 定义动作空间
如何设计和实现各种动作
2020/6/27
12
第九章 集控式微型足球机器人（四）
足球机器人动作特点分析
各种动作都是通过机器人的线速度、角速度、 位移和轨迹来实现的 一切动作都是由小车的速度控制来实现的。 最终都落实到小车左、右轮速的计算，都落 实到VL、VR函数的设计上 动作设计与实现属于机器人运动学范畴的问 题，当前位姿 —— 期望位姿 动作设计的不唯一性
机器人运动动作示意图
2020/6/27
18
第九章 集控式微型足球机器人（四）
机器人
机器人 方向角
1
目标角
2
X轴
机器人转角函数示意图
vL kP T kD (T T1)
vL kP T kD (T T 1)
2020/6/27
19
第九章 集控式微型足球机器人（四）
技术动作 Skilled Action (SA)
输出—— 3×2 矩阵 O 输入—— 7×3 矩阵 I 确定函数 O = f ( I )
视觉系统 I
辨识结果
决策 系统 O 各机器人
轮速设定值
人机界面 决策设定
O=f(I)
2020/6/27
6
第九章 集控式微型足球机器人（四）
决策系统特点
形象思维荡然无存，只能靠逻辑思维 非结构化问题 f ( • ) —? 模糊逻辑是不可缺少的 知识工程前沿问题
2020/6/27
10
第九章 集控式微型足球机器人（四）
9.7.5 典型动作设计与安排
足球机器人动作设计与实现
动作是比赛活动的基本单元
任何精彩激烈的比赛都是由球员的一 系列动作构成的
动作是决策子系统的最终归宿，是决 策的基础和保证
准确有效的动作实现，意味球员具有 良好的基本技能
2020/6/27
11
转动一定角度
MoveAlong 向某点(或方向)作定向运动
2020/6/27
16
2020/6/27
第九章 集控式微型足球机器人（四）
dx
机器人 方向角
目标点
dy
d dx 2 dy 2
机器人
到定点函数设计
vL kd d k vR kd d k
17
第九章 集控式微型足球机器人（四）
2020/6/27
13
第九章 集控式微型足球机器人（四）
动作的层次关系
基本动作——Basic Actions, BA
技术动作——Skilled Actions, SA
组合动作(单人) ——Combinatorial Action, CA
战术动作(多人) ——Tactical Actions, TA
KickBall ShootGoal TurnShoot DefenseBall BlockMan AvoidBound
踢球动作 射门 转身射门 防球（回防） 盯人防守 防止碰撞边界
2020/6/27
B
88
Yθ
41 193
75 167
65 360
49 272
84 155
73 90
71
0
请回答：兰队谁进攻合适？
2020/6/27
4
第九章 集控式微型足球机器人（四）
9.7.2 决策子系统的任务与特点
决策系统的形象比喻
The imaginative explanation
Blind Coach
Input matrix
2020/6/27
14
第九章 集控式微型足球机器人（四）
战术——动—— 作 组合——动—— 作 技术——动—— 作 基本——动——作
动作空间组成示意图
2020/6/27
15
第九章 集控式微型足球机器人（四）
基本动作—Basic Action (BA)
ToPostion
到定点（停）
TurnAngle
2020/6/27
7
第九章 集控式微型足球机器人（四）
9.7.3 决策推理模型
足球机器人六步推理模型
1 输入信息预处理； —计算有关实体速度、相对 距离、角度等
2 态势分析与策略选择； 3 队形确定与角色分配； 4 目标位置确定； 5 运动轨迹规划； 6 左右轮速确定。 一般说来 1、4、5、6 步为演绎推理，可以由数学模型计算 2、3 步为产生式推理，应该由专家系统来完成
2020/6/27
2
第九章 集控式微型足球机器人（四）
9.7.1 从牛牛-1谈起（MiroSot 3:3)
MiroSot 3:3比赛瞬间——兰队谁进攻合适？
2020/6/27
3
第九章 集控式微型足球机器人（四）
从视觉子系统实际得到的信息
X
R1 72
R2 71
R3
4
ER1 106Байду номын сангаас
ER2 110
ER3 145
Observer with bright eyes
Output matrix
Blind Player
Playground
Blind Player
Blind Player
2020/6/27
5
第九章 集控式微型足球机器人（四）
决策子系统的任务
任务——就是根据当前球 场上的比赛形势，做出布 署，给队员发出指令，担 负起教练员的职责。