全局視覺足球機(jī)器人決策子系統(tǒng)的策略調(diào)控模塊及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及人工智能系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是一種基于全局視覺足球機(jī)器人決策子系統(tǒng)的策略調(diào)控模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人足球比賽興起于90年代，它是自動(dòng)化及機(jī)器人領(lǐng)域最具有前瞻性的研宄之一。國際上最具影響的機(jī)器人足球賽主要是FIRA和RoboCup兩大世界杯機(jī)器人足球賽，這兩大比賽都有嚴(yán)格的比賽規(guī)則，融趣味性、觀賞性、科普性為一體，為更多大學(xué)生參與國際性的科技活動(dòng)提供了良好的平臺(tái)。
[0003]近年來，國內(nèi)關(guān)于足球機(jī)器人的研宄發(fā)展也較快，尤其是FIRA的Mirosot機(jī)器人組，基本已經(jīng)從大學(xué)組開始蔓延到到高中組。而隨著人們對(duì)科技素養(yǎng)的重視，各個(gè)中小學(xué)也逐漸重視各自的學(xué)生在這方面的能力培養(yǎng)，因此我們準(zhǔn)備在中小學(xué)生中也推出這樣一個(gè)平臺(tái)供大家相互交流學(xué)習(xí)。
[0004]但是考慮到中小學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，很明顯原來的半自助足球機(jī)器人系統(tǒng)相對(duì)而言有著可操作性太弱，參與度不高的弊端。而且傳統(tǒng)的基于文本和符號(hào)的編程語言，讓中小學(xué)生理解起來異常困難。而圖形化編程作為一種自然的編程方式，是中小學(xué)生編程的一種可行途徑。它將各種編程的概念轉(zhuǎn)化為顯示在屏幕上的各種圖形，只需按照形象化的規(guī)則拼接各種圖形塊，就可以完成編程的過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:為方便中小學(xué)生能更多的參與到編程中，在決策子系統(tǒng)的策略處理面板中采用了圖形化編程與代碼編程相結(jié)合的模塊及方法。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種全局視覺足球機(jī)器人決策子系統(tǒng)的策略調(diào)控模塊，包括基礎(chǔ)圖形庫、陣型庫、角色庫、動(dòng)畫模擬庫以及決策子系統(tǒng)接口 ；所述的基礎(chǔ)圖形庫具有多種不同的基礎(chǔ)圖形，所有的基礎(chǔ)圖形可以直接被拖入比賽區(qū)域相應(yīng)位置并改變其大小來進(jìn)行分區(qū)，同時(shí)也可以直接填寫區(qū)域矩形坐標(biāo)或在比賽區(qū)域手繪矩形進(jìn)行分區(qū)；所述的陣型庫用于設(shè)置不同的隊(duì)列陣型；所述的角色庫用于操作者根據(jù)球所在的區(qū)域，隨意分配除守門員外的兩個(gè)角色；所述的動(dòng)畫模擬庫與角色庫配套，用于操作者通過觀看相應(yīng)的模擬動(dòng)畫來了解相應(yīng)的角色函數(shù)動(dòng)作；所述的決策子系統(tǒng)接口為預(yù)留在策略調(diào)控模塊上的一個(gè)編程面板，用于提供操作者在該編程面板上添加新的角色函數(shù)并可直接調(diào)用。
[0007]本發(fā)明所述的分配角色的方法包括圖形化編程，即將所需的角色拖動(dòng)到相應(yīng)分區(qū)中，或在分區(qū)中寫下需要的角色號(hào)，并且兩個(gè)角色之間的分配有先后順序之分。
[0008]本發(fā)明所述的角色庫里的每一個(gè)角色，操作者可以在策略處理界面上修改其相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，并且修改后可以直接調(diào)試其效果。
[0009]本發(fā)明還包括機(jī)器人動(dòng)作庫，所述的機(jī)器人動(dòng)作庫用于操作者操作者添加自己的角色函數(shù)并在編寫角色函數(shù)時(shí)直接調(diào)用；其中，添加角色的方法包括圖形化編程與代碼編程；所述的圖形化編程只需要從機(jī)器人動(dòng)作庫中拖出需要的動(dòng)作圖標(biāo)并加上必要的連接箭頭組合成完整的流程圖；所述的代碼編程法只需要在編程面板中寫下完整的代碼，編程時(shí)可直接調(diào)用機(jī)器人動(dòng)作庫里的函數(shù)。
[0010]本發(fā)明提供的一種全局視覺足球機(jī)器人決策子系統(tǒng)的策略調(diào)控方法，包括以下步驟:
[0011]I)對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行分區(qū)處理；并對(duì)各個(gè)區(qū)域分配角色；
[0012]2)分配好角色后，單獨(dú)調(diào)試已分配的角色，檢查其參數(shù)是否合理；
[0013]3)開始比賽，視覺子系統(tǒng)得到的視覺坐標(biāo)系下的機(jī)器人位姿信息及球的位置信息傳遞給決策子系統(tǒng)；策略程序得到這些數(shù)據(jù)后，將其轉(zhuǎn)換為笛卡爾坐標(biāo)系；
[0014]4)通過線性預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè)出球的相關(guān)預(yù)處理信息；
[0015]5)得到預(yù)處理信息后，再將球的位置信息與操作者劃分的區(qū)域信息對(duì)比，得到球所在的區(qū)域號(hào)；
[0016]6)根據(jù)區(qū)域號(hào)以及操作者預(yù)先在策略處理中分配的角色給出此時(shí)場(chǎng)地上所需要的角色，并且通過打分函數(shù)將角色與機(jī)器人一一對(duì)應(yīng)，以保證每個(gè)機(jī)器人每個(gè)時(shí)刻只能分配到一個(gè)角色；
[0017]7)計(jì)算出機(jī)器人此時(shí)刻的左右輪速命令值。
[0018]本發(fā)明所述的步驟I)中，通過調(diào)用基礎(chǔ)圖形庫來圖形化編程或直接繪制矩形對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行分區(qū)處理；根據(jù)陣型庫提供的陣型或角色庫提供的函數(shù)對(duì)各個(gè)區(qū)域分配角色；若有不清楚的角色，則調(diào)用配套的動(dòng)畫模擬庫來觀看其動(dòng)作模擬動(dòng)畫。
[0019]本發(fā)明所述的步驟2)中，分配好角色后，再單獨(dú)調(diào)試已分配的角色，檢查參數(shù)是否合理，如果不合理再修改其參數(shù)；如果已有的角色函數(shù)不能滿足需要，則通過調(diào)用機(jī)器人動(dòng)作庫的函數(shù)來編寫新角色，編寫程序的方式包括圖形化編程和代碼編程；布置好自己的戰(zhàn)術(shù)后可將其保存于作品庫中。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:可通過圖形化編程或代碼編程實(shí)現(xiàn)比賽區(qū)域的重新繪制，角色分配，角色參數(shù)修改及添加新角色函數(shù)等的操作。特別是決策子系統(tǒng)的調(diào)整操作，只需在策略處理面板上進(jìn)行，不用進(jìn)入復(fù)雜的程序中，極大地增強(qiáng)了整套系統(tǒng)的可操作性。除此之外，策略參數(shù)還可以在比賽時(shí)直接修改，及時(shí)生效，方便操作者根據(jù)對(duì)手不同的策略及現(xiàn)場(chǎng)情況來及時(shí)修改我方戰(zhàn)術(shù)。
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0022]圖1是全局視覺足球機(jī)器人對(duì)抗賽系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖2是決策子系統(tǒng)框架圖；
[0024]圖3是.策略處理面板流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0026]圖如1-3所示，包括角色庫、陣型庫、基礎(chǔ)圖形庫、機(jī)器人動(dòng)作庫等幾大類資源數(shù)據(jù)庫，可通過圖形化編程或代碼編程實(shí)現(xiàn)比賽區(qū)域的重新繪制，角色分配，角色參數(shù)修改及添加新角色函數(shù)等的操作。
[0027]比賽開始前，操作者根據(jù)具體情況，在策略設(shè)置面板上通過調(diào)用基礎(chǔ)圖形庫來圖形化編程或直接繪制矩形等方式對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行分區(qū)處理。然后根據(jù)陣型庫提供的陣型或角色庫提供的函數(shù)對(duì)各個(gè)區(qū)域分配角色；若有不清楚的角色，可調(diào)用配套的動(dòng)畫模擬庫來觀看其動(dòng)作模擬動(dòng)畫。分配好角色后，再單獨(dú)調(diào)試已分配的角色，檢查其速度等參數(shù)是否合理，如果不合理再修改其參數(shù)。如果已有的角色函數(shù)不能滿足需要，則可以根據(jù)自己的思維通過調(diào)用機(jī)器人動(dòng)作庫的函數(shù)來編寫新角色，編寫程序的方式包括圖形化編程和代碼編程。布置好自己的戰(zhàn)術(shù)后可將其保存于作品庫中。
[0028]開始比賽后，系統(tǒng)把視覺子系統(tǒng)得到的視覺坐標(biāo)系下的機(jī)器人位姿信息及球的位置信息傳遞給決策子系統(tǒng)。策略程序得到這些數(shù)據(jù)后，將其轉(zhuǎn)換為笛卡爾坐標(biāo)系。然后通過線性預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè)出球的速度、運(yùn)動(dòng)軌跡及機(jī)器人是否卡死等預(yù)處理信息。
[0029]得到預(yù)處理信息后，再將球的位置信息與操作者劃分的區(qū)域信息對(duì)比，得到球所在的區(qū)域號(hào)；然后根據(jù)區(qū)域號(hào)以及操作者預(yù)先在策略處理中分配的角色給出此時(shí)場(chǎng)地上所需要的角色，并且通過打分函數(shù)將角色與機(jī)器人一一對(duì)應(yīng)，以保證每個(gè)機(jī)器人每個(gè)時(shí)刻只能分配到一個(gè)