基于網(wǎng)絡(luò)的分布式小型足球機(jī)器人仿真比賽平臺的研究與開發(fā).pdf

1、機(jī)器人足球競賽是公認(rèn)的研究人工智能最合適的方法之一,它兼具足球比賽的趣味性和人工智能的挑戰(zhàn)性于一體,現(xiàn)在已在世界各地的高校和科研院所之間被廣泛開展。其中,RoboCup競賽是參賽人員最多,隊(duì)伍分布最為廣泛的一項(xiàng)機(jī)器人足球比賽項(xiàng)目,涉及類人組,中型組,小型組,仿真組比賽,每年在全球各地輪流舉行,目前已經(jīng)舉辦了14屆比賽。
　　 為了在正式的Robocup比賽中取得好的成績,大量進(jìn)行軟硬件實(shí)驗(yàn)和戰(zhàn)術(shù)策略實(shí)戰(zhàn)演練是最有效的方法。為此,

2、就要一次一次地組織現(xiàn)場比賽,每場比賽都會對機(jī)器人和場地造成一定的損耗,并且耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間,延長實(shí)驗(yàn)周期。為了克服這些不足,并且能夠更加高效的進(jìn)行機(jī)器人相關(guān)軟件的測試和驗(yàn)證,每支球隊(duì)都開發(fā)了自己的仿真比賽系統(tǒng)。在仿真系統(tǒng)上,各種路徑規(guī)劃、策略思想都能夠非常方便地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,大大提高了技術(shù)革新的速度。但是,要想真正的提高比賽水平,和其他球隊(duì)之間的技術(shù)交流是必不可少的,然而,大多數(shù)球隊(duì)的仿真系統(tǒng)無論是在仿真方法,通信方式還是在顯示處理

3、上都不盡相同,只能服務(wù)于本球隊(duì),如果想進(jìn)行球隊(duì)之間的交流和切磋,目前的仿真比賽系統(tǒng)還無法實(shí)現(xiàn)。本文的研究課題正是為了解決這個(gè)問題而提出來的。
　　 基于網(wǎng)絡(luò)的分布式仿真比賽平臺根據(jù)“平臺+插件”的軟件思想設(shè)計(jì)了獨(dú)特的仿真系統(tǒng)平臺,將實(shí)體仿真,碰撞檢測和場景顯示作為主平臺部分,平臺中定義了豐富的,用于系統(tǒng)功能擴(kuò)展的插件接口。將球隊(duì)之間差異化較大的策略系統(tǒng),通信方式,路徑規(guī)劃等作為插件留給參賽球隊(duì)自主開發(fā)。平臺既可以作為校際技術(shù)交流

4、的良好平臺,又可以方便地組織校內(nèi)興趣小組進(jìn)行競賽活動,可以自主開發(fā)策略類插件在此平臺上進(jìn)行競技比賽,可以有效提高競賽水平。
　　 在系統(tǒng)前期開發(fā)的基礎(chǔ)上,為了提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度和整體性能,本文突破性地提出了基于網(wǎng)絡(luò)的平臺分離技術(shù),將嚴(yán)重占用系統(tǒng)資源的三維顯示部分從仿真平臺系統(tǒng)中分離出來,采用了基于TCP的WinSocket通信方式實(shí)現(xiàn)了顯示與仿真的通信連接,開發(fā)出了基于網(wǎng)絡(luò)的分布式的仿真比賽系統(tǒng)。然后定義了插件的開發(fā)規(guī)范并對插件

5、開發(fā)的一般方法進(jìn)行了詳細(xì)說明,隨后,根據(jù)我校機(jī)器人球隊(duì)的實(shí)際開發(fā)出了球場、機(jī)器人等靜態(tài)插件。最后,為了驗(yàn)證仿真平臺的使用性能,我們設(shè)計(jì)了一個(gè)可以驗(yàn)證機(jī)器人所有基本動作的微型策略插件,并在仿真系統(tǒng)中進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:基于網(wǎng)絡(luò)的分布式仿真比賽系統(tǒng)性能優(yōu)良,使用方便,達(dá)到了本課題開題立項(xiàng)的預(yù)期目標(biāo),可以作為校際球隊(duì)之間進(jìn)行技術(shù)交流的平臺。
　　 系統(tǒng)的成功開發(fā)和在本校球隊(duì)上的實(shí)際應(yīng)用,極大地改善了本校足球機(jī)器人競賽的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,