多智能足球机器人系统的关键技术

第2期 王文学等:多智能足球机器人系统的关键技术其中,H=arctg

2R-G-S=1-3min(R,G,B)/(R+G+B)I=

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用机载微处理器,再加装其他传感器也是可能的#自主型足球机器人集视觉与主机于一身,为了弥补视觉功能的不足及发展类似人的其他感觉,可以加装触觉、接近觉、力觉等传感器,也可利用激光、声纳等进行测距、测速#以上传感器对机器人来说,都是外传感器#同时自主型足球机器人的内传感器将包括速度、位姿等传感器#这时的视觉传感器是移动的,图像是三维的,图像的处理,分析更复杂,对图像的理解也将是更深层次的#

各种传感器的信号发生,采集处理,各种数据的辨识和数据融合,是传感器应用中的关键技术#

(R+G+B)3

1.2 实时辨识算法与技术

(1)基于场的TARGET采集方式#在PAL制式下,每秒摄像头可采集25帧,即50场#利用TARGET采集方式对场采集,可得到频率50Hz的缩小的图像#

(2)物体质心确定#根据色标的对称性,先用交叉线法粗略确定质心位置,最后按下式得到物体精确质心#

X0=

i=0j=0

m

2 多智能体的协同和智能决策

足球机器人决策属于一类知识型系统#在决策系统中有态势分析,攻防策略选择,队形确定和角色分配等高层决策,也有战术配合,技术动作、基本动作等低层决策#决策系统最集中地反映了人工智能技术各相关理论的应用#四层决策结构图如图2所示#

66

m

n

mn

x(i,j)b(i,j)

n

i=0j=0

66

b(i,j)

Y0=

i=0j=0

66

01

y(i,j)b(i,j)

b(i,j)

i=0j=0

66

其中b(x,y)=

(x,y)|某物体(x,y)I某物体

交叉线法流程图如图1所示#

图2 四层决策结构图

(1)信息预处理层

输入为I7@3视觉辨识矩阵,通过预处理和特征状态提取为态势分析和决策推理做准备#

(2)高层决策层通过对场上实体位置、速度、角度、运动趋势的分析及敌方策略的分析,决定我方的进攻、防守策

图1 交叉线法程序流程图

略,如全攻全守、区域防守、前后场法、两翼法、状态-行为空间映射等#策略的生成,基于产生式推理#

¹策略与分区#策略不同,场地分区方法也不同;

º策略与角色分配#策略与角色分配密切相关,角色的定义由不同策略决定,如3对3比赛可定义为守门员(GL)、主攻(MF)、副攻(AF)、主防(MG)、协防(AG)等;

»策略与队形#队形取决于比赛方式、策略#如Mirostot(3B3)比赛有1-1-1,2-0-1,0-2-1等队(53(3)移动网络扫描策略#

(4)动态窗口技术#

(5)特征色标的跟踪方式#113 红外传感器和其他传感器的使用

在基于视觉的足球机器人上,为了进行障碍回避(Obstacleavoidance)#常常还加装6~8个红外传感器#红外传感器信号的检测和处理及其与主机命令信号的实时选择,由机载微处理器完成#这一过

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