2D仿真机器鱼5VS5项目策略研究

仿真机器鱼抢球博弈策略的研究-摘要：针对国际水中机器人大赛2D仿真项目抢球博弈，提出了一种基于场地区域划分的运球策略。

该策略合理利用比赛场地，进行区域划分，在直线运球时设置多个中间目标点降低了运球误差，以及在狭窄区域利用仿真机器鱼的身体、鱼鳍和鱼尾等鱼体各部位进行运球。

此策略避免了因鱼体与场地边缘相互作用而导致的失真现象，提高了进球效率。

关键词：机器鱼；2D仿真；区域划分；运球策略一、前言近年来，随着仿生学和机器人技术的发展，仿生机器人取得了很大的进步。

鱼类在游动的时候具有高推进效率和机动性、低噪声、高隐蔽性等优点[1]，这些优点引发了研究鱼类的运动机理和开发仿鱼类水中机器人的热潮。

URWPGSim2D仿真平台提供了一种仿生机器鱼的实时仿真系统，它可以模拟仿生机器鱼的游动规律和位姿变化，验证仿生机器鱼协作算法与执行任务的策略。

在此基础上，国际水中机器人联盟组织了国际水中机器人大赛，并设立2D仿真项目。

抢球博弈是在URWPGSim2D仿真平台版本更新后新增的2D仿真项目，任务较为复杂，对抗性强，尤其是系统随机产生的模拟水波以及仿真机器鱼和场地边缘相互作用时的失真情况，导致了鱼体坐标和位姿的跳变[2]，使仿生机器鱼对水球的控制难度提高了很多。

此项比赛目前还没有优势较为明显的策略，因此本文提出了一种基于比赛场地区域划分的仿真机器鱼运球策略以解决这些问题。

二、抢球博弈比赛平台简介2D仿真抢球博弈比赛平台是URWPGSim2D仿真平台中的一个对抗类比赛项目。

它由两支队伍参与，每支队伍有2条仿生机器鱼，初始状态时呈对称分布在左、右半场，场中共有9个仿真水球，3个蓝色水球（编号为0、1、2，每球各3分）位于场地正中央，2个红色水球（编号为7、8，每球各2分）位于场地中线上下方，4个紫色水球（编号为3、4、5、6，每球各1分）位于场地四角。

左、右各有一个球门，在初始状态时，各队球门都在其身后，通过计算10分钟内机器鱼的进入己方球门的所有球对应的总分判定胜负，分数高者获得胜利。

水上机器鱼5V5技术文档一、仿真环境仿真环境是仿真使命运行所处的虚拟环境，其中包括仿真场地（模拟比赛或实验用水池的对象）、零个或多个仿真水球（模拟比赛或实验用水球的对象）、零个或多个仿真方形障碍物（模拟比赛或实验用方形障碍物的对象）、零个或多个仿真圆形障碍物（模拟比赛或实验用圆形障碍物的对象）。

1. 仿真机器鱼模拟比赛或实验用机器鱼的对象。

2. 仿真循环仿真使命运行过程中所有仿真动作顺序执行一遍的过程。

3. 仿真周期理论上考虑为比单个仿真循环所耗时间（与运行软硬件环境有关，不能精确确定，在相同环境下，每次运行也不精确相同）预估最大值稍大的确定时间间隔（如100 毫秒）。

当前平台仿真循环在推荐的软硬件配置下所耗时间大约在10-20 毫秒之间，为简化线程同步，在仿真使命的公共参数类中设置了一个成员MsPerCycle ，保存一个初始化仿真使命时传入的整数值，称为“每周期毫秒数”，实际运行时的仿真周期值不确定，为MsPerCycle 值加上当前周期仿真循环所耗时间，通常MsPerCycle 都取100 毫秒，仿真周期值大约在110-120 毫秒之间。

仿真使命倒计时以根据MsPerCycle 计算出来的总周期数递减的方式进行，故界面上显示的倒计时牌并不是按精确的世界时间递减。

5. 仿真动作包括将策略计算出来的决策命令拷贝到每支队伍每条仿真机器鱼对象本身的决策字段（后续计算都是直接使用仿真机器鱼对象自身的决策命令）、对所有动态对象（目前包括每支队伍的所有仿真机器鱼、仿真环境中仿真水球列表的所有仿真水球）进行运动学计算、对所有对象（包括每支队伍的所有仿真机器鱼、仿真环境中所有对象）相互进行碰撞处理（包括碰撞检测和碰撞响应）。

以仿真使命为中心，URWPGSim2D的设计采用面向对象思想。

从对象建模的角度看，包括仿真机器鱼、仿真环境和仿真使命（比赛或实验项目）三类模型，以仿真使命模型为中心。

仿真使命包括仿真机器鱼队伍列表和仿真环境。

曲线路径算法的2D仿真机器鱼水球斯诺克比赛策略王洪辉;卓天祥;钟盼;孟令宇;YANG Jia-xin;庹先国【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)022【摘要】为了提高水中机器人2D仿真平台斯诺克赛项的得分,基于URWPGSim 2D (underwater robot water polo game simulator 2D)仿真平台,采用最短距离和最小旋转角度求和比较的方法,实验得出了机器鱼以不同速度行进时其偏转角度呈奇偶特征,以此研究了其比赛策略和带球算法.在策略上,确定了红球-粉球组合最优、红球进洞顺序为从左到右、红球进中上洞、粉球进左下洞.基于此,确定了一种基于曲线路径的带球算法,给出了中上洞、左下洞带球进洞路径规划,采用虚拟点位和距离阈值的模糊控制理论来实现算法.仿真结果表明:优化后的带球算法效率高,实际比赛效果好,所提出的比赛策略和带球算法可应用于水下机器人运动控制.%In order to raise the score of the underwater robot game in 2D simulation robot fish water bool snooker,a method which is using calculating the minimum distance and minimum rotation angle based on the URWPG-Sim (underwater robot water polo game simulator 2D) has been proposed.Lots of simulation experiments showed that there existed angle deviation when the robot-fish swam.Based on these findings,the competition strategy and was studied the following understandings were:obtained the red-ball and pink-ball combination is the optimal strategy;the order of the red-ball into the pocket is from left to right;the red ball enter the top and middle pocket,the pink ball enter the left bottom pocket.Moreover,a curve pathheading ball algorithm based on the fuzzy control theory has been proposed and the path planning of the object ball into the upper middle pocket and the left bottom pocket has been suggested.At the same time,the algorithm was realized through the virtual point method and the fuzzy control theory.The experimental results show that the optimized heading ball algorithm is more efficient and good effect in the game.In light of the above,this approach can be applied to the underwater robot motion control.【总页数】5页(P255-259)【作者】王洪辉;卓天祥;钟盼;孟令宇;YANG Jia-xin;庹先国【作者单位】成都理工大学核技术与自动化工程学院,成都610059;成都理工大学核技术与自动化工程学院,成都610059;成都理工大学核技术与自动化工程学院,成都610059;成都理工大学核技术与自动化工程学院,成都610059;诺丁汉大学电气与电子工程学院,英国诺丁汉NG72RD;四川理工学院,自贡643000【正文语种】中文【中图分类】TP242;TP391.9【相关文献】1.水中机器鱼2D仿真5VS5比赛中的点球策略 [J], 刘海;李淑琴;滕江2.一种2D仿真水球5VS5比赛策略 [J], 卞迪;夏庆锋3.水中机器人2D仿真水球斯诺克策略优化 [J], 高俊杰;贾翠玲;李卫国4.机器鱼仿真水球斯诺克比赛策略 [J], 安永跃;李淑琴;龙海楠;侯霞5.一种2D仿真机器鱼1vs1比赛的模糊策略 [J], 张月圆;王玮因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

FIRA SimuroSot 5vs5 （仿真）比赛规则1.介绍以下规则用于FIRA 中型组仿真比赛2. 仿真平台1. 计算机配置2. 场地尺寸赛场为黑色（不反光的）木质长方形场地，其尺寸是220cm X 180cm ,带有5cm 高，2.5cm 厚的围墙。

围墙的侧面为白色，围墙顶部为黑色。

在场地的四角固定四个7cm x 7cm的等腰三角形以避免球进入角落。

3.场上标记比赛场地标记如图 1 所示。

中圈半径是25cm 。

作为罚球区的一部分的圆弧沿球门线长25cm，垂直于球门线5cm主要直线/圆弧（中线、门区边界线和中圈）均为白色，3mm宽。

争球时机器人的站位标记为灰色。

4.球门, 门线与门区球门宽40cm.门线是恰好位于球门前长40cm的直线。

门区（图1中的区域A）包括位于球门前尺寸为50cm x 15cm 的长方形区域。

5.罚球区罚球区（图1中的区域A,B）包括球门前尺寸为80cn X 35cm的长方形区域及其附属弧形区域.3. 比赛过程1. 时间比赛分两个半场，每半场 5 分钟，中场休息10 分钟。

在换人、暂停或其它必要情况下，官方计时员将暂停计时。

如果一支球队在中场休息时间没有准备好，不能继续开始下半场比赛，休息时间可以延长 5 分钟。

若在延时之后球队仍未准备好继续比赛，则将取消其比赛资格。

Figure 1: Dimensions and markings on the field2.暂停操作者可向裁判要求暂停。

在一场比赛中每队有权暂停2次，每次将持续2分钟。

3.记时仿真平台上的记时器不能代替官方记时器，比赛中应当使用专门的记时器•4•比赛中断只有在下列情况下比赛中断并由一个操作者重新布置机器人:1•破门得分或出现犯规2•裁判员判点球，争球，球门球,任意球3•仿真平台出现问题4 •有不可预知的情况发生，如计算机自动重启，突然停电5•运动员如果一个机器人位于己方的球门区内，应当被视为守门员。

（一个机器人有多于50 %在门区内就认为该机器人在门区内，这一点由裁判员来判断。

第17卷第22期2017年8月1671—1815(2017)022-0255-05科学技术与工程Science Technology and EngineeringV ol. 17 No. 22 A ug. 2017©2017 Sci. Tech. Engrg.曲线路径算法的2D仿真机器鱼水球斯诺克比赛策略王洪辉1卓天祥1钟盼1孟令宇1YANGJia-xin2庹先国3(成都理工大学核技术与自动化工程学院1,成都610059;诺丁汉大学电气与电子工程学院2,英国诺丁汉N G72R D;四川理工学院3,自贡643〇〇〇)摘要为了提高水中机器人2D仿真平台斯诺克赛项的得分，基于U R W P G S im2D(u n d e rw a te r robot w ater polo game sim ula tor 2D)仿真平台，采用最短距离和最小旋转角度求和比较的方法，实验得出了机器鱼以不同速度行进时其偏转角度呈奇偶特征，以此研究了其比赛策略和带球算法。

在策略上，确定了红球-粉球组合最优、红球进洞顺序为从左到右、红球进中上洞、粉球进 左下洞。

基于此，确定了一种基于曲线路径的带球算法，给出了中上洞、左下洞带球进洞路径规划，采用虚拟点位和距离阈值 的模糊控制理论来实现算法。

仿真结果表明：优化后的带球算法效率高，实际比赛效果好，所提出的比赛策略和带球算法可 应用于水下机器人运动控制。

关键词2D仿真 机器鱼 水球斯诺克 路径规划 带球算法中图法分类号TP242 T P391.9；文献标志码A近年来，随着海洋科技的发展，水中机器人已经 应用到探测水底污染、追踪水中遗迹、水底核辐射探 测等诸多领域，关于仿真水中机器人的问题已经成 为该领域的热点研究问题之一[1_6]。

水中机器人 2D仿真比赛平台提供了一种实时仿真系统，能够模 拟水下机器鱼位姿变化、运动状态变化以及机器鱼 水球比赛状况，测试水下仿真机器鱼的各种运动学 控制理论及碰撞检测理论等体系结构，从而更好地 促进了水下机器人技术的研究与发展。

水中机器鱼2D仿真5VS5比赛中的点球策略刘海;李淑琴;滕江【期刊名称】《兵工自动化》【年(卷),期】2015(000)003【摘要】Aiming at the penalty kick strategy programming suffers setback due to the water wave simulation on the competition platform, for reducing bad influence of water wave on penalty kick strategy, based on combination of single fish penalty kick and multi-fish cooperation penalty kick strategy, put forward multi-fish alternation strategy. Use advantage of single fish penalty kick to ensure stability of ball orientation in short distance, combine the advantage of multi-fish combination strategy to make sure the ball move forward in fast speed. The test results show that the strategy can accelerate realization of penalty kick, shorten running time. The multi-fish combination strategy can effectively reduce bad influence of simulation platform water wave on penalty kick strategy.%针对比赛平台模拟有水波扰动，使得点球策略的编写变得困难等问题，为了减轻水波对点球策略的不良影响，在综合单鱼点球和多鱼协同点球策略的基础上，提出一种多鱼交替协同策略。

FIRA仿真机器人5：5足球比赛•相关推荐FIRA仿真机器人5：5足球比赛FIRA仿真机器人5：5足球比赛电脑要求：硬件：软件：操作系统：Windows 2000，Windows XP 或更高。

比赛平台：FIRA SimuroSot 5vs5仿真平台1.5a版（EXE文件）FIRA SimuroSot 11vs11仿真平台20030904版（RAR文件）人员要求：裁判员一名，负责比赛时特殊情况的判别和处理。

记分员一名，负责对比赛记录比分，由于平台对进球比分统计有误，帮必须由人手工统计。

比赛规则：规则0：一般规则比赛目的（a）用以发展足球机器人基本的动作算法与比赛策略。

(b)为每个队提供了比赛训练与策略学习的环境。

(c)用以测试每队比赛策略的可行性与进步。

基本原理(a)用计算机图形来模拟场地、机器人与球。

(b)用运动学与动力学来模拟机器人与球的运动。

(c)首先将各队的比赛策略输入到客户端程序，再将客户端连到服务器。

接下来是比赛准备，包括系统启动与各队机器人的位置。

最后，比赛开始。

裁判的作用(a)控制比赛的开始，暂停与结束。

(b)对犯规进行处罚。

规则1：场地（1）场地尺寸（附录1）赛场为黑色长方形场地，尺寸为1130pixel x 788pixel ，有5 个像素宽的淡蓝色围墙。

在场地四角固定四个42pixel×42pixel 的等腰三角形以避免球进入角落。

（2）场地标记（附录2）比赛场地标记如附录2 所示。

中圈半径是123pixel。

作为门区的一部分的圆弧沿球门线长123pixel，垂直于球门线28pixe第一文库网l 。

主要直线/圆弧（中线、门区边界线和中圈）均为灰色，4pixel 宽。

争球时机器人的站位（圆）标记为蓝紫色。

（3）球门球门宽246pixel，没有横梁和网。

（4）门线与门区门线是恰好位于球门前长246pixel 的直线。

门区包括位于球门前尺寸为426pixel×90pixel 的长方形区域以及附属的弧形区域，弧形区域平行于球门线长度为123pixel，垂直于球门线高度为28pixel。

2D仿真机器鱼生存挑战关键技术策略
赵国冬;田璐璐;杨帅锋;陈婧婷
【期刊名称】《兵工自动化》
【年(卷),期】2018(037)009
【摘要】在国际水中机器人大赛中,针对2D仿真机器鱼生存挑战项目比赛过程中出现的不确定性因素,介绍一种圆圈算法.通过分析2D生存挑战比赛规则,从策略和算法上进行研究,主要阐述进攻鱼和躲避鱼的防守策略,其中,躲避鱼有逃跑和穿孔2种基本策略.介绍了特殊位置处理和躲避抓捕的圆圈算法.结果表明:该方法是有效、可行的,在防守鱼恰巧抵挡住攻击鱼时效果尤为明显.
【总页数】3页(P90-92)
【作者】赵国冬;田璐璐;杨帅锋;陈婧婷
【作者单位】哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,哈尔滨 150000;哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,哈尔滨 150000;国家工业信息安全发展研究中心,北京100040;哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,哈尔滨 150000
【正文语种】中文
【中图分类】TP242
【相关文献】
1.基于URWPGSim2D仿真平台的生存挑战策略 [J], 谢良松;冯治国;赵驯峰;苏小东
2.基于线性回归的2D仿真生存挑战策略 [J], 夏庆锋;陆伟乾;顾隽逸
3.基于障碍物动态平衡的2D仿真生存挑战策略 [J], 何芮; 蒋昊; 李欣雨
4.机器鱼2D仿真抢球博弈策略优化 [J], 李浩波;夏洋洋;侯凌燕
5.一种2D仿真生存挑战比赛策略 [J], 朱佳悦;谢梦炜;夏庆锋
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机器人足球实验报告1．课程设计分析1．1 课题要求（1）了解5Vs5机器人足球仿真比赛平台及其策略。

（2）在C语言编程环境下，完成策略的编写和调试。

（3）运用所写的程序进行足球机器人比赛，并在比赛中完善所写的策略。

1．2 编写目的通过对机器人足球仿真这一课程设计的了解，设计，编写和调试，实现足球策略在机器人上的优化应用，使己方机器人仿真足球队在比赛中获胜。

最终达到能熟练运用C语言程序设计知识解决实际问题，实现具体目标的目的，并初步掌握工程化项目化软件开发的方法及过程。

1．3 背景机器人足球如今已为越来越多的人所关注。

其国际认可的比赛按机器人可分为三大类：大中型机器人足球实物组比赛，微型机器人足球实物组比赛，机器人足球仿真组比赛；按数量分可分为：3vs3，5vs5，11vs11等。

机器人足球仿真5vs5组比赛是在国际认可的同一平台The Robot Soccer Simulator Director 8.5上运行各队的策略，从而实现比赛的目的。

而其策略是基于Visual C＋＋编写的，只要掌握了C语言课程设计的知识就可以实现策略的编写。

2．用户手册2．1运行环境要求• Pentium III 600 MHz• 256 megabytes of ram• TNT2 3d Graphics accelerator with 32 megabytes of ram• 24x CD-ROM• Screen resolution of 800 x 600• 16 bit Sound card• Microsoft Windows 98• Direct X 8.0• 10 megabytes of free hard drive space• Director 8.5• Visual C++ 6.02．2使用方法•将包含源代码的工程文件用Visual C++ 5.0以上版本打开，编译（快捷键F7），链接生成动态链接库。