基于網絡的分布式小型足球機器人仿真比賽平臺的研究與開發(fā).pdf

1、機器人足球競賽是公認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,隊伍分布最為廣泛的一項機器人足球比賽項目,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,大量進行軟硬件實驗和戰(zhàn)術策略實戰(zhàn)演練是最有效的方法。為此,

2、就要一次一次地組織現場比賽,每場比賽都會對機器人和場地造成一定的損耗,并且耗費大量的人力和時間,延長實驗周期。為了克服這些不足,并且能夠更加高效的進行機器人相關軟件的測試和驗證,每支球隊都開發(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行實驗驗證,大大提高了技術革新的速度。但是,要想真正的提高比賽水平,和其他球隊之間的技術交流是必不可少的,然而,大多數球隊的仿真系統(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,只能服務于本球隊,如果想進行球隊之間的交流和切磋,目前的仿真比賽系統(tǒng)還無法實現。本文的研究課題正是為了解決這個問題而提出來的。
　　 基于網絡的分布式仿真比賽平臺根據“平臺+插件”的軟件思想設計了獨特的仿真系統(tǒng)平臺,將實體仿真,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)功能擴展的插件接口。將球隊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自主開發(fā)。平臺既可以作為校際技術交流

4、的良好平臺,又可以方便地組織校內興趣小組進行競賽活動,可以自主開發(fā)策略類插件在此平臺上進行競技比賽,可以有效提高競賽水平。
　　 在系統(tǒng)前期開發(fā)的基礎上,為了提高系統(tǒng)的運行速度和整體性能,本文突破性地提出了基于網絡的平臺分離技術,將嚴重占用系統(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通信方式實現了顯示與仿真的通信連接,開發(fā)出了基于網絡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)的一般方法進行了詳細說明,隨后,根據我校機器人球隊的實際開發(fā)出了球場、機器人等靜態(tài)插件。最后,為了驗證仿真平臺的使用性能,我們設計了一個可以驗證機器人所有基本動作的微型策略插件,并在仿真系統(tǒng)中進行了多次實驗。結果表明:基于網絡的分布式仿真比賽系統(tǒng)性能優(yōu)良,使用方便,達到了本課題開題立項的預期目標,可以作為校際球隊之間進行技術交流的平臺。
　　 系統(tǒng)的成功開發(fā)和在本校球隊上的實際應用,極大地改善了本校足球機器人競賽的實驗環(huán)境,