基于区域划分和边角处理的机器鱼协作策略

针对水中机器人全局视觉水球2VS2比赛中出现的水球位于边角的特殊情况,提出一种基于比赛场地的区域划分和边角处理的协作比赛策略。通过对比赛场地的划分,划定了2条机器鱼各自负责的区域,并利用机器鱼顶球方式建立机器鱼运动模型。基于水球位于4个边角的问题,讨论了3种协作方式的利弊,得出执行边角处理时采用1条机器鱼处理边角球,1条机器鱼游到合适的位置进行防守的协作策略为最优。在水中机器人平台上进行协作顶球实验验证,实验结果表明：该方法缩短了处理边角球、边界球的时间,提高了机器鱼的协作和进攻效率,使得水球总是朝着有利于己方的方向运动。     

基于URWPGSim2D平台协作过孔项目的策略优化

为提高2D仿真协作过孔比赛项目中仿真鱼的智能程度和稳定性,提出“仿真鱼的智能纠错”和“多顶球策略交替协作”2个方案。将比赛全程分为“无球”和“带球”2个阶段,分别对这2个阶段的传统策略进行介绍,详细阐述其优化策略,并分别对其进行实验验证。实验结果表明：2条仿真鱼交替协作完成比赛,其智能程度有很大提升,优化后的策略能充分考虑该项目的得分要求和场地特点,在速度和稳定性上都有较大程度的提高。     

一种水中机器人协作顶球策略

针对国际水中机器人大赛全局视觉组水中协作顶球项目,提出一种有效的多鱼协作顶球方法。从速度控 制、方向控制、多鱼协作和顶球动作4 个方面制定整体策略,进行特殊位置的设计,让机器鱼交替顶球,并经过反 复测试。测试结果表明：该策略能提高机器鱼的顶球效率,更加有效地完成比赛任务,已在2018 年国际水中机器人 大赛中获得冠军。     

水中机器人带球接力策略

为提高水中机器人带球接力效率,提出一种水中机器人协作策略。分析水中机器人的运动特性,通过采集场地环境信息,对信息进行判断,综合考虑机器人与球所处的位置来选择下一步动作。在确定机器人协作方案的基础上,实现具体的机器人带球接力方法。仿真结果表明：该策略是有效的,能提高水中机器人的运动速率及完成效率,在运动控制上更加灵活。     

基于区域划分的抢球博弈策略

为解决抢球博弈项目中机器鱼路径规划问题,提出一种基于区域划分的抢球博弈比赛策略.针对该项目的特点,将水池划分为守球区、对战区和盗球区3大区域,通过优先判断水球所处区域,再判断机器鱼所处区域,进而执行相应动作的策略.实验结果表明:该策略可行性高,简单高效,已成功应用于2016年国际水中机器人大赛中,大大提高了进球效率.     

一种2D 仿真水球5VS5 比赛策略

针对水中机器人2D仿真水球5VS5比赛的规则,提出一种有效的多鱼协作带球与抢球方法。从速度控制、方向控制、顶球动作和智能反应4个方面进行单鱼动作设计,在此基础上进行简化后增加特殊角度的设计,采用动态顶球点和动态最优位置来设计协作带球,并通过＂领域智能算法＂进行协作抢球。分析结果证明：该策略能提高机器鱼之间的协作,并在2012中国机器人大赛2D仿真水球5VS5项目中取得了亚军。     

水中机器人2D 仿真比赛策略

基于URWPGSim2D 仿真平台,结合2V2 抢球博弈赛要求,提出一种水中机器人2D 仿真比赛策略。根 据仿真策略,采用切入圆算法,通过仿真鱼的距离及角度计算,对仿真鱼进行自动调速控制,提出速度优先策略来 优化仿真鱼的自动调速,根据决策树算法模型思想,建立预测模型,并通过仿真实验进行验证。实验结果表明：该 比赛策略能够实现自动换挡,具有抢球速度快、稳定性好和进攻性强的特点。     

基于URWPGSim2D平台的机器鱼稳定性及路径规划

水中机器人水球比赛2D仿真平台URWPGSim2D是对水中机器人进行仿真测试的平台,由北京大学智能控制实验室组织开发,真实模拟仿真机器鱼各个关节的位姿变化,运动状态变化及机器鱼水球比赛运行等状况.基于 URWPGSim2D 平台提供的策略,经过大量实验对比,对水中机器人在仿真环境下的稳定性进行深入研究,意在提高水中机器人的稳定性,从而提高仿真比赛项目策略的健壮性,进而为未来实体水中机器人奠定良好的算法基础.该策略实现的比赛程序在2016年国际水中机器人大赛中荣获二等奖,表明了策略的有效性.     

机器鱼2D 仿真抢球博弈策略优化

基于国际水中机器人大赛2D仿真抢球博弈项目,针对仿真机器鱼路径规划问题提出弧切算法,设计仿真机器鱼的运动轨迹,并由角速度档位划分确保仿真机器鱼运球的稳定性.以距离角度值为基础提出死角避险、双鱼协作合力顶球算法,意在实现仿真机器鱼快速、高效进球,从而提高策略的健壮性,并通过URWPGSim2D仿真平台对策略进行验证.实验结果表明:该策略可以在较短时间内取得较大分数领先,并且呈现出高效、稳定的优点.     

抢球大作战策略优化

根据水中机器人水球比赛仿真器2D版软件比赛平台下的机器鱼顶球所具有的速度和连贯性,对抢球大作战项目中机器鱼的进攻和防守策略进行优化。研究抢球大作战项目里的顶球函数,分析上下半场两机器鱼的协作能力,使机器鱼达到"动静结合"的效果,使我方的机器鱼一直处于主动状态,对方机器鱼处于无球或没有好球可抢的境地,并以实例进行仿真实验。实例结果表明,该策略能使机器鱼抢到更多的球。     

机器鱼高精度实时反馈控制系统

为实现高速和精确的速度控制,设计一种机器鱼高精度实时反馈控制系统。研究仿生机器鱼的推进速度与鱼尾的摆动频率、幅度的关系,以FPGA为主控芯片,完成机器鱼3自由度舵机的控制和实时状态反馈,并与PC决策系统交换数据;将视觉系统采集处理得到的机器鱼实际前进速度作为反馈,与目标速度作差构成闭环,利用PID算法通过控制3自由度舵机的摆动频率和幅度精确控制机器鱼速度,并通过实验得出速度控制曲线和误差曲线。实验结果表明,该系统能完成机器鱼高精度、高稳定度的速度控制。     

一种基于中垂线路径规划的仿真机器鱼射门算法

为提高仿真机器鱼在进攻过程中的射门效率和准确度,减少水波和敌方对仿真鱼的干扰[1],设计一种基于仿真鱼的刚体中心点和仿真水球中心点连线的中垂线的射门路径最优路径规划算法[2]。介绍中垂线路径规划最优射门算法,分析算法用于射门存在的问题,给出射门算法改进的基本思路,提出算法的实现方法,并以实例进行仿真及效果评价。该算法已成功应用于机器鱼水球比赛1vs1、3vs3、水球斯诺克等中。实际应用结果表明:该算法实现简洁巧妙,进攻效率高而且抗干扰强,能使机器鱼在最短的时间内寻找一条合适路径然后顶球射门[3]。     

基于URWPGSim2D 仿真新平台之抢球大作战的策略分析

为了能在抢球大作战比赛过程中使我方机器鱼处于一种积极主动的状态,针对2013年中国水中机器人大赛2D仿真抢球大作战项目的新平台和新环境,从比赛策略和顶球算法2方面进行研究,提出了基于区域划分法的机器鱼顶球算法,对我方的2条机器鱼的运动进行了分工和优化。实验结果表明,该新型比赛策略是比较有效的。     

基于任务规划的多机器鱼协作策略

为解决2D仿真机器鱼比赛中多鱼对抗项目的任务分工、整体合作及实时动态调整问题,提出基于多机器鱼协作任务规划原理的协作策略。根据机器鱼自身完成任务的能力和效率,将给定的任务分解和分配,按照各比赛项目的特征分别采取不同的协作策略:对2vs2采用群协作分配方式,5vs5项目采用集中分配方式,并设计了三鱼协作队形以提高动作的有效性。仿真结果表明:该协作任务规划方法可增强多鱼的协作能力、动态调整能力和进球率,较好地满足了多机器鱼系统的控制要求。     

基于双重遗传算法的多机器鱼路径规划

为更快地计算出机器鱼之间在协调合作下的最优路径,提出一种基于改进的遗传算法的多目标路径规划方法。在传统遗传算法的基础上加入了插入、删除和修复算子,提高了算法的搜索效率,在选择算子中加入了避免外部存储器中出现相同个体的机制,防止＂早熟＂收敛,并将该算法引入到多机器鱼路径规划中,通过变异、选择等操作得到最优路径。水中机器鱼比赛2D仿真平台上的实验结果表明：该算法具有较快的搜索效率和较强的适应性,并大大提高了系统的协调性。     

机器鱼2D 仿真抢球大作战策略的优化

针对机器鱼2D仿真抢球大作战场地变更,提出一种基于单体运输法的机器鱼比赛优化策略。利用仿真机器鱼的全部部位和仿真场地的特殊性运输目标物体,避开了场地缺陷造成的运输过程中出现的异常情况。结果表明:优化后的抢球大作战策略能充分考虑比赛场地的地形及机器鱼和水球的实时信息,在不同的区域执行不同的策略,可加强机器鱼的运输和绕障能力。     

2D 仿真机器鱼协作过孔策略

在机器鱼2D仿真协作过孔比赛项目中,针对无球游动过程中固定路线的行进方法所存在的问题,提出一种优化策略。根据比赛规则,将比赛分为无球游动和带球运输2部分。在无球游动过程中,使用一种根据当前所处位置动态选择最优路线的路径优化思路。在带球运输部分,利用场地的特殊性使用机器鱼身体的所有部位运输。结果表明:优化后的策略能充分考虑该项目的得分要求和场地特点,在速度和稳定性上都有很大程度的提高。     

一种改进的仿真机器鱼花样游泳策略

针对国际水中机器人大赛2D仿真项目花样游泳中仿真机器鱼的游动优化问题,从整体思路、程序编写、仿真机器鱼游动3方面提出新策略.整体思路上采用渐变图案和动态画面展示完整的故事和主题;程序编写上利用标志和位姿采集使其模块化,以便于插入新动作程序;仿真机器鱼游动上采用特定的游动角度和游动时间优化直线游动,提升游动路线的直线度,并通过实验和比赛进行验证.验证结果表明:该策略有效地提高了花样游泳编队观赏性、整体协作性和技术难度等级,可为相关研究提供参考.     

自行火炮武器系统射击精度研究

本文对自行火炮武器系统射击诸元误差、自动操瞄调炮误差及射弹散布误差进行了详细的分析,根据误差源数据,对某自行火炮武器系统的射击精度进行了研究,根据计算结果讨论了主要误差因素对武器系统射击精度的影响,提出了提高自行火炮射击精度的措施.