FIRA机器人足球仿真策略规划技术报告，你了解多少？
FIRA机器人仿真足球比赛平台涉及多智能体系统，该系统是分布式人工智能的重要研究方向，机器人足球比赛本身即是对智能体系统的典型实践，也适合作为研究分布式人工智能的理想载体，在多智能体系统研究中，不仅探究了每个智能体自身的体系结构，更侧重分析了多智能体间的协调与配合问题，为提升进攻与防守策略的效能，策略设计中运用场地分区对机器人实施明确任务分配，促使每个机器人个体能实现高效团队协作，本文归纳了机器人足球仿真中的若干关键技术特点，并对其进行了研究分析，通过仿真平台测试证明其有效性关键词：FIRA多智能体机器人足球仿真分布式测试平台一、引言足球机器人系统是当前高科技竞技领域中的活跃分支，机器人足球系统综合了机器人学、机电一体化、通讯与计算机技术、图像处理、传感器数据融合、决策与对策、模糊神经网络、人工生命与智能控制等多个学科知识，是研究多智能体系统理论的优质实验环境，多种先进的方法和理论都在其中得到应用与验证，5vs5足球机器人仿真是多机器人协作的典型范例其控制系统由三个子系统构成：视觉子系统（负责实时探测场上情况）、决策子系统和机器人（小车）系统，决策系统的职责是根据比赛场上的形势决定是实施进攻还是进行防守，为己方每台机器人指派角色，并统筹不同机器人间的配合，这一系列操作都是通过调控机器人左右轮的运行速度来完成的。
比赛结果很大程度上取决于策略系统的表现和稳定性,提交提取预处理SEE角色分配行为模式END环境信息图1策略流程结二、决策系统介绍足球机器人决策系统是整个产品数据管理系统的关键,它整合了产品的处理核心功能和应用逻辑,由三个子层构成:基础服务与设施、管理控制层、核心功能层分别对应CORBA规范中的OMA体系结构放入对象服务、通用设施、领域接口和应用接口1） 基础服务与设施基础服务与服务层建立在异构环境层之上,该层的主要目的是隐藏复杂技术细节与硬件特性,屏蔽异构环境,为管理控制层提供统一的编程接口、交互协议,如HTTP、TCP/IP协议、HOP等,以此确保系统的跨平台能力和在不同应用系统间数据交换的能力基础服务与设施层以OMG的CORBA、CORBA、、为基础,拥有对象通信、命名服务、事务处理、数据接口等功能该层还包括数据传送、数据转换等功能,以响应核心功能子层的数据访问请求,对核心功能子层隐藏数据访问具体细节,并支持客户端与中间层与数据服务器间的数据一致性2） 管理控制层管理控制层能够实现产品数据管理系统的使能器,它采用CORBA构件对象技术开发
这一层负责构建基础的实体框架并确保系统安全运作，允许对产品信息进行操作权限管理，并维护其完整性和统一性该层级由监督系统、交互系统、防护装置以及信息分散与备份单元构成监督系统是最具智慧的监控单元，负责处理用户请求，核实用户身份及操作许可，若符合条件则自动识别目标信息所在的存储位置和当前状况，并向对应系统发出读写指令，同时监督产品信息的完整与统一，若不符合则通知用户操作无法进行交互系统是管理分布式数据存储中电子文档的单元，它为工具软件提供所需数据，并保存处理后的结果防护装置确保所有数据操作均合法有效，防止外部非授权单元对产品信息进行访问信息分散与备份单元负责同步更新分布式数据库中的数据，及时更新各存储单元的信息，确保用户获取最新准确信息核心功能部分负责产品信息管理系统的主要职责，包括流程控制、权限分配、属性设定、产品信息访问管理，以及保证信息一致和完整，文档维护，零件管理，数据处理流程控制，解决冲突和资源分配等功能核心部分中的各模块专注于产品信息管理，以及处理流程的监督三、机器人行为层规划行为层明确了需要多个控制阶段才能完成的轮式机器人动作
动作层面主要处理机器人如何移动，涵盖基础、专项、策略和联动等类型1） 基础类型：涉及机器人足球入门级训练内容，例如定点射门、位置移动、角度调整等2） 专项类型：在基础动作上延伸，通过沿特定路线移动达成特定技巧目标，包含得分、抢断、传球、拦截、解围等攻防技巧3） 联动类型：由基础动作、专项动作或同类特殊动作组合构成，部分可由单个机器人执行，如避开障碍物、门将特殊反应等4） 策略类型：需要两个或多个机器人协同配合才能完成，或是为达成特定战术目标而设计，这类动作需在上层规划中进行多智能体统筹，依赖多台机器人相互协作，例如传切配合、二过一、过人、边线传中等基础动作负责将运动指令转化为轮速数据，确保机器人基本功能实现，专项动作以基础功能为前提，而联动动作则建立在基础、专项、策略三类动作之上，这些动作层级如同台阶逐级叠加，底层动作是高层动作的支撑，如图所示：为使机器人在动态环境中高效比赛，需将部分动作设定为机器人原始行为，即不可再分解的基本单元，因此将基础动作和专项动作两层作为机器人的基本行为。
这些基础动作一旦确立，就相当于完成了培养机器人基本行为的任务，从而将机器人训练成了掌握基本技能的选手，为赢得比赛奠定了技术根基四、阵型与角色分配己方队员的阵型是根据球在分区的位置以及对方机器人的分布来确定的，每当一个周期开始时，场地情况已经通过初始化程序记录下来，也就是我们完全掌握了场地信息，只需对场上态势进行分析，制定相应策略，形成特定阵型进行行动因此，我们只需分析对方场地信息，制定应对方案我们把足球机器人的角色分为三大类:(1)第一类是能在开球时刻执行简单开球任务的足球机器人角色，比如:点球角色、门球角色、争球角色、任意球角色等2)第二类是能完成特定传球任务的足球机器人角色，比如:弧线传球角色，直线传球角色，前场边界球处理角色，后场边界球处理角色，中路截球角色，防守角色等粗略来看，场上的机器人状态只有两种可能，一种是传球，一种是移动，第一、第二类角色就是用来"传球"的机器人角色3)第三类角色是能够前往球场固定位置等待机会的角色角色的设计是在动作层的基础上完成的角色确定后，就赋予了特定含义，我们可以将角色视为能执行某种任务的逻辑单元，或者是逻辑智能体，该单元具有在特定条件下能按一定概率完成特定任务的特点。
具备这种性质的特性可以视为一种知识或准则，此类知识为阵型规划提供参考依据，五、针对对抗性战术和战略足球机器人，其阵型目标是将球送入特定方向或区域，我们足球机器人系统的决策流程依据球的坐标以及对手机器人的坐标来确定阵型，然后严格遵循该阵型内容执行，我们的目的在于通过实施某个决策流程，使场上态势变得对我方更有利，我们将场地划分为五个部分：图2场地划分足球机器人仿真程序依据从环境参数中采集的信息执行对应策略，并将处理数据保存在服务器中，供下次信息获取时使用，预处理开始输入场地信息判断区域执行区域i策略否是否违规？对对不对？对对不对？对对不对？对对不对？错对不对？错错不对完毕。结束图3总流程图后，球在所在区会采取对应的区域策略，根据球的坐标和球门中心点坐标确定的直线与禁区边界或门区边界形成的交点，就是防守员需要站的位置，分区1情况是，如果球在禁区内，就主要让三个机器人承担防守任务，另外两个机器人则根据球的位置在禁区外进行站位，准备接应传球。
图5展示球位于2区时的防守布局，分区3、4、5主要让三个机器人承担进攻角色。
其余两个机器人负责后方对防守员2的拦截，防守员2采取固定位置防守，守门员执行盯球策略，三个进攻机器人根据球的位置灵活应对，若球位于3区则推进至4区，若对方在门区外防守严密，则转往5区，并利用两个机器人合力将球送入球门，若4区防守空缺，则将球导向门区对面，可选择直线射门或弧线射门，图图6展示了球在3区、4区、5区的进攻布局，六、总结FIRA机器人足球仿真5vs5赛事中的队伍可视为智能体系统的典型范例，仿真足球机器人战术兼具严密防守与强力进攻，在此战术中，球员（小车）具备全面能力，能够规避障碍物并精准跑位，符合MAS系统特征，因此仿真比赛的研究成果可推广至机器人太空探索、机器人搜救等智能体系统，FIRA技术在智能体系统中的应用具有广泛性，还能应用于空战模拟、信息代理、虚拟现实、企业模拟等领域，七、参考文献张胜利、谢培军，机器人足球仿真赛事开发设计流程，维普资讯，2003年12月第27卷第12期，戴皓、李小坚，机器人足球赛事策略仿真系统的设计与建模，维普资讯，2004年3月第16卷第1期，韩学东、洪炳熔、孟伟，机器人足球射门算法研究，哈尔滨工业大学学报，2003，8（3）：272-275。
吴丽娟, 翟玉人, 徐心和, 关于足球机器人系统角色分配方案的设计, 发表于基础自动化期刊, 该期刊为第7卷第1期, 刊登于2000年2月, 具体页码为4至6页。