虛擬人足球比賽決策系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用,軟件工程論文虛擬人足球比賽模擬就是主要根據(jù)現(xiàn)實(shí)足球比賽的場景進(jìn)行的模擬活動，需要考慮的就是整個球隊(duì)的戰(zhàn)略思想和球員個體的思想活動。作為虛擬人足球比賽的大腦的決策系統(tǒng)的根本任務(wù)就是根據(jù)比賽場上的實(shí)際情況，對虛擬人的下一步的行為作出決策，而虛擬人就是根據(jù)該決策作出動作，以此到達(dá)最終的防守或者進(jìn)攻得分的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對真實(shí)球員活動的模擬和仿真。很大程度上決定了對現(xiàn)實(shí)足球比賽所進(jìn)行的模擬和仿真的可靠程度。國內(nèi)外對虛擬人足球比賽的研究相對較少，對虛擬人足球比賽決策系統(tǒng)研究更是少之又少，而與此比照的就是對機(jī)器人足球比賽仿真的研究相對較多，能夠通過借鑒對機(jī)器人足球比賽研究中比擬成熟的經(jīng)歷體驗(yàn)，設(shè)計(jì)出較為成熟的模型。為了解決機(jī)器人足球比賽中決策系統(tǒng)在虛擬人足球比賽決策系統(tǒng)中所存在的缺陷，本文提出了一系列的全新決策的生產(chǎn)方式方法，通過該決策最終指導(dǎo)虛擬人的動作。為了簡化決策系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以此降低球員之間的耦合度，本文中的決策系統(tǒng)不考慮守門員的角色，只對其他的10名球員做出決策，并且這10名球員的角色都是固定不變的，每名球員擁有三種任意的角色供自個選擇，即后衛(wèi)、中場、前鋒三種角色，而且對于確定陣型下的球員之間所構(gòu)成的協(xié)作關(guān)系也是固定不變的。1策略庫虛擬人足球比賽決策系統(tǒng)的決策庫主要包括兩種，即全局策略庫和個體策略庫。1.1全局策略庫全局策略作為球隊(duì)的大腦，對整個球隊(duì)的陣型和戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)能夠起到協(xié)調(diào)的作用。在全局策略庫中所存在的一些信息，都能夠成為決策系統(tǒng)做出決策時所參考的根據(jù)。華而不實(shí)，防守本位點(diǎn)主要是在某一陣型下每個球員的防守區(qū)域的重心下進(jìn)行。1.2個體策略庫個體決策庫是根據(jù)角色制定的，不同的角色應(yīng)該有著不同的個體策略庫。由于各個角色之間的戰(zhàn)術(shù)分配對象也是不一樣的，例如在4-4-2陣型中，球員之間的協(xié)作關(guān)系如此圖1所示。根據(jù)上述分析，不難看出，對不同的球員采取不同的個體策略庫是很有必要的。每個個體決策庫中存儲了與球員角色相關(guān)的個體信息。本文中的決策系統(tǒng)對球隊(duì)的10明球員〔不包括守門員〕，分別有10個不同的個體策略庫。由于每個球員都是一個獨(dú)立的智能體〔Agent〕，具有自主學(xué)習(xí)能力，其個體決策庫是隨著時間的推移而變化的。球員個體的學(xué)習(xí)經(jīng)過如此圖2所示。虛擬人足球比賽好像現(xiàn)實(shí)足球比賽一樣，場上的情況瞬息萬變，撲朔迷離。為了能在這種復(fù)雜環(huán)境中做出對虛擬人球員的動作決策，能夠結(jié)合虛擬人足球比賽的特點(diǎn)加以改良，如此圖3所示。在該決策系統(tǒng)分層構(gòu)造模型中，整個決策經(jīng)過分為兩層，分別是推理層和動作層。在做出決策之前，先獲取比賽場上的態(tài)勢數(shù)據(jù)。華而不實(shí)，在選擇攻防的時候，要根據(jù)全局策略庫和態(tài)勢數(shù)據(jù)的實(shí)際情況對防守或者進(jìn)攻做出選擇。2虛擬人足球比賽決策系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于以上所提出的分層構(gòu)造模型，對該決策系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如下：2.1攻防選擇攻防選擇主要是為了確定球隊(duì)的整體策略是進(jìn)攻還是防守。每一位球員個體都是球隊(duì)整體中的一份子，他們必須遵守球隊(duì)的整體戰(zhàn)略，由于每一個球隊(duì)中所有球員的進(jìn)攻策略都是一樣的。因而，在選擇攻防的時候，要根據(jù)全局策略庫進(jìn)行當(dāng)下形式的分析，是易守還是易攻，進(jìn)而產(chǎn)生出后續(xù)的指導(dǎo)決策。攻防選擇的經(jīng)過設(shè)計(jì)如下：IF己方控球THEN選擇進(jìn)攻策略ELSEIF對方控球THEN選擇防守策略ELSE球處于無人運(yùn)動狀態(tài)IF近期一次的控球方是己方THEN選擇進(jìn)攻策略ELSE近期一次的控球方是對方THEN選擇防守策略2.2行為選擇在攻防選擇確定了防守進(jìn)攻策略之后，能夠根據(jù)詳細(xì)的攻防策略選擇詳細(xì)的行為。首先講明一下區(qū)域劃分的概念。在全局策略庫中存儲有某一陣型下的區(qū)域劃分圖，如此圖4所示為4-4-2陣型下的區(qū)域劃分圖。通過這種分區(qū)的方式方法，能夠確定每個球員負(fù)責(zé)的區(qū)域范圍〔稱為自治域〕，自治域有重疊〔重疊部分區(qū)域稱為協(xié)防區(qū)域〕的兩個球員之間存在合作關(guān)系，防守的時候他們能夠根據(jù)場上態(tài)勢進(jìn)行協(xié)防，進(jìn)攻的時候他們能夠根據(jù)場上態(tài)勢進(jìn)行傳接球配合。2.2.1防守策略對于防守策略，主要的目的就是阻擋和斷球。因而選擇跑位目的，即策略點(diǎn)和跑位速度，就顯得尤為重要了。根據(jù)場上態(tài)勢數(shù)據(jù)和全局策略庫中的區(qū)域劃分，并根據(jù)球員的詳細(xì)角色，從華而不實(shí)個體策略庫中計(jì)算出球員的防守跑位決策。該計(jì)算經(jīng)過設(shè)計(jì)如下：IF球在個體的自治域中IF對方球員帶球THEN局部跑位盯人防守ELSE對方球員傳球或者射門THEN向著球的運(yùn)動軌跡跑位斷球ELSE球不在個體的自治域中IF個體的自治域中無對方球員IF相鄰隊(duì)友需要協(xié)防THEN選擇一個相鄰隊(duì)友進(jìn)行協(xié)防跑位〔向他們共同的協(xié)防區(qū)域跑位〕ELSE相鄰隊(duì)友不需要協(xié)防THEN防守策略跑位〔向自治域中防守本位點(diǎn)跑位〕ELSEIF個體自治域中有1個對方球員THEN局部跑位盯人防守ELSE個體自治域中有多個對方球員THEN選擇威脅度最大〔離己方球門近期〕的對方球員做局部。跑位盯人防守2.2.2進(jìn)攻策略對于進(jìn)攻策略而言，其主要的目的就是球員怎樣帶球到對方門下進(jìn)行射門得分，因而選擇帶球的方向和速度是特別有必要的。還能夠根據(jù)場上的詳細(xì)形式和全局的策略庫數(shù)據(jù)中的區(qū)域劃分，對場上每位球員的詳細(xì)角色進(jìn)行進(jìn)攻決策分析。例如個體的角色是前鋒，則該計(jì)算經(jīng)過設(shè)計(jì)如下：IF個體不是持球球員THEN進(jìn)攻策略跑位〔向自治域中離對方球門近、球員分布稀疏位置跑位〕LESE個體是持球球員IF射門系數(shù)等于或大于閾值〔閾值作為判定能否進(jìn)行射門的標(biāo)準(zhǔn)〕THEN選擇射門ELSE射門系數(shù)小于閾值IF丟球危險程度高〔危險程度由球員個體周圍某一范圍的對方球員數(shù)量決定〕THEN選擇一個相鄰隊(duì)友傳球ELSE丟球危險程度低THEN向進(jìn)攻本位點(diǎn)帶球2.3動作規(guī)劃為了確定球員之間的詳細(xì)行為，就主要根據(jù)球員的角色從華而不實(shí)對應(yīng)的個體策略庫中選擇適宜的策略，在動作規(guī)劃階段為球員的詳細(xì)行為選擇適宜的行為規(guī)范。對于防守策略中的跑位，就需要先確定跑位方向、跑位速度；對于進(jìn)攻策略中的射門，則需要確定射門方向、踢出球的初速度；對于進(jìn)攻中的帶球，則需要確定跑位目的〔策略點(diǎn)〕、到達(dá)策略點(diǎn)時的速度等等。而對于進(jìn)攻中的傳球，需要確定傳球方向、傳球初速度，由于需要與隊(duì)友共同配合以完成傳接球的目的，因而確定傳球方向和傳球初速度比擬復(fù)雜。在這里使用一種較為簡潔的傳球動作規(guī)劃策略，對于如此圖5所示的一種的典型的傳球場景，計(jì)算經(jīng)過如下：2.4途徑規(guī)劃基于弗格森參數(shù)三次曲線[5]的計(jì)算量較小的特性，這里所使用的是弗格森參數(shù)三次曲線作為途徑曲線的，華而不實(shí)計(jì)算弗格森參數(shù)三次曲線所需的參數(shù)〔兩個端點(diǎn)及其切矢，分別用p〔0〕，p〔1〕，-p〔0〕，-p〔1〕表示〕。這種避障途徑分割方式方法如此圖6所示。3結(jié)束語為了知足虛擬人足球比賽特殊性的要求，本文在機(jī)器人足球決策系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了全局策略庫與個體策略庫相結(jié)合使用的決策生成方式方法，以此建立虛擬人足球比賽的決策系統(tǒng)的分層構(gòu)造模型，并根據(jù)4-4-2陣型給出了各層次的設(shè)計(jì)經(jīng)過。決策系統(tǒng)的個體自主學(xué)習(xí)的經(jīng)過設(shè)計(jì)還有待完善，這將是下一步的工作重點(diǎn)。以下為以下為參考文獻(xiàn)：[1]趙逢達(dá)，孔令富，李賢善.基于分層構(gòu)造模型的機(jī)器人足球決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2005，37〔7〕：933-935.[2]潘凌寒，楚威，程顯毅.基于角色的RoboCup足球策略[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2004，26：66-67.[3]QiZhang,YimingYang,YingLi.AMulti-agentCooperativeSystemofSoccerRobot[C].Proceedingsofthe4thWorldCongressonIntelligentControlandAutomation.Shanghai,P.R.China:June10-14,2002:510-514.[4]董青.當(dāng)代足球比賽身形探析[J].遼寧體育科技，2004，26〔4〕.[5]李建偉，洪炳镕，郝宗波，高全勝，郭崎.機(jī)器人足球仿真比賽平臺的改良[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2003〔09〕.[6]秦雙，張番，陳穎，馮秀娟，鄭國磊，溫文彪，孫紅三.虛擬人行為仿真智能化討論[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報，2002〔09〕.[7]曹成才.機(jī)器人足球仿真系統(tǒng)的研究[D].四川大學(xué)，2005.[8]余斌，李龍澍，李學(xué)