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.     

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。     

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。     

一种基于有限状态自动机的多鱼协作顶球算法

针对水中机器人比赛中多机器鱼协作顶球时出现的互相干扰的问题,提出一种基于有限状态自动机的多鱼协作顶球算法。从机器鱼运动特点以及水环境的特点出发,以单鱼顶球算法为基础,以有限状态自动机的思路建模,对每条机器鱼的动作决策进行规划,从而能够高效地完成每条机器鱼的路径规划并避免互相干扰,以达到高效顶球的效果。实验结果证明:该有限状态机能够触发每条鱼的状态动作的转换,最大可能地实现互不干扰地交互顶球,大大提高了在多鱼顶球时的效率。     

基于坐标变换的机器鱼顶球算法

为了使机器鱼的顶球兼备速度性和连贯性并提高带球进攻效率,提出一种基于坐标变换的顶球算法。在分析典型的顶球算法的基础上,设计了机器鱼的几种简单动作,依据机器鱼、球和对方球门的坐标几何位置关系的设计决策机制来选择机器鱼下一步动作,并在多水中机器人协作控制平台上进行了单鱼顶球实验。实验结果表明,该算法是有效的,能大大提高机器鱼顶球效率和缩短一次进球所需要的时间。     

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。     

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。     

2D 仿真5VS5 防守策略研究

为提高水中多机器鱼协作能力,针对国际水中机器人大赛2D仿真水球5VS5项目,提出应对当前主流的进攻方式的防守策略。对于直线型进攻方式,提出"勺子型"防守策略;对于勺子型进攻方式,提出"破勺子型"防守策略。结果表明:该策略能很好地完成防守任务,其调整跟踪函数也能做到非常好的实时跟踪。运用该策略曾经在2012年中国水中机器人大赛上取得过亚军。     

机器鱼比赛中的协作策略

通过建立反映控制对象定位信息的环境模型,针对多机器鱼协作顶球策略进行研究。提出通过多竞标函数与模糊控制规则进行动态任务分配,实现多机器鱼协调控制的算法。实验结果表明,采用所提控制策略,机器鱼能快速地完成协作顶球任务。     

基于URWPGSim2D 平台的北斗切线顶球算法优化

针对国际水中机器人大赛(International Underwater Robot Competition , URC)2D 仿真项目平台 URWPGSim2D(underwater robot water polo game simulator 2Dimension edition)底层经典顶球算法的不足,对其进行解 析和优化。结合多年参赛经验积累和对已有带球算法解析,提出基于角度决策的“北斗切线顶球”算法,通过角度 判定使仿真鱼根据角度的范围选择最佳的运动策略。实验结果表明,该算法可提高机器鱼带球效率和稳定性。     

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.     

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.     

基于URWPGSim2D 仿真平台的测试分析与策略改进

为了在国际水中机器人比赛的 URWPGSim2D 仿真平台中更准确地控制仿真鱼,通过对该平台进行测试分析以完善比赛策略,基于对平台的测试,总结分析平台特性和仿真鱼的行为规律,依此提出花样游泳项目竞技策略的改进方案。结果表明：结合平台分析结果改进后的策略可更有效地控制仿真鱼行为,使仿真鱼的行进过程更加快速稳定,从而在花样游泳比赛取得冠军成绩。     

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.     

2D 仿真水中机器人花样游泳动作研究与实现

针对2016年最新的花样游泳比赛规则,对2D仿真水中机器人花样游泳动作进行研究与实现.简要介绍比赛规则,对规则中所规定的统一主题以及关键标准动作设计进行研究分析,给出相应的实现策略及方法,并通过多次实践进行验证.验证结果表明:运用该策略后机器鱼造型稳定优美,在2016国际水中机器人大赛2D仿真花样游泳比赛中获得一等奖.     

一种全局"水中救援"比赛策略

针对水中机器人水球比赛中的水中救援项目,提出一种全局"水中救援"比赛策略.基于比赛规则的要求,制定了机器鱼救援的整体策略及路径规划,并设计了以尾部甩动的 Hammer 函数算法,替代了比赛中常用的头部撞击算法.实践结果表明:该策略提高了机器鱼成功撞倒目标的概率,在 2013 年 RoboCup 中国机器人大赛全局视觉组的水中救援比赛中取得了亚军.     

基于URWPGSim2D仿真平台的生存挑战策略

为在短时间赢得对抗性比赛,提出基于国际水中机器人大赛生存挑战项目之 URWPGSim2D 仿真平台的生存挑战策略.根据大赛规则,提出并设计障碍物隔离策略,利用障碍物躲避对手,并经过实验和比赛验证.结果表明:该策略能有效躲避对方攻击,为其他对抗类比赛在障碍物的处理上提供参考.