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英文资料及中文翻译 一、 , . , . . , .矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔。 . , . . , . , , . , . , , . , . , . . , , . . , , , , , . , .聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測。 . : . , : , . . , , , . , , . . , .残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭骒。 . . Taejon, Korea . . . 130cm, 90cm. . *7.5cm. . .酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧荭。 , . , , . , , . . .彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒尔。 . . , . . .謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔點鉍。二、 厦礴恳蹒骈時盡继價骚卺癩。 . . ? , ? .茕桢广鳓鯡选块网羈泪镀齐。 , . , . , , . , .鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴縈诘。 . , . , . , .籟丛妈羥为贍偾蛏练淨槠挞。 . , . , , . , .預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴買闥。 . . , .渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦鋇絨。 , . .铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡缝勵。 . , . , . , . , . . . , . , . , , . .擁締凤袜备訊顎轮烂蔷報赢。 , . , . . , . , . , . , . . , . , : . , . , . . , . . , . .贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷鯛汉。 . 坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚跻馱。三、 , . , , . , , , , . . .蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘籜葦。. , , () . * .買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄届嬌。. , , , , , . , . , , . . . . . , . , . 40cm. . .綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴飙钪。. . 驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦諑琼。 , . 7.5cm*6.0cm. 80C . . , . 80C . . , ( ) , , .猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑献鵬。 (), . . , . . .锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔嗚訝。 , . (), . . . . , . , .構氽頑黉碩饨荠龈话骛門戲。 . . . . , , . , . , . , . , .輒峄陽檉簖疖網儂號泶蛴镧。 . . , , . , . . . , . , . , . . , . . , . . , 尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅瀝纰。 . , . .识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒侬减。. . . . , . . , . ( ) . , . , . , 3.5cm*3.5cm . . , .凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴铍賄。 . : . . , . . , .恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦聰櫻。 . . .鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫摇饬。 . 三、 硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹鸶胶。 . ; . , . , . , , . . . . , . ; . . () () . () . () . . .阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖輛埙。 , . . , , . .氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩纷釓。 . 四、 , . . , . , . . , . , . , . . , . , . .釷鹆資贏車贖孙滅獅赘慶獷。 , , , . , . .怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉馴鸨。在机器人足球赛中多智能体系统的发展一、介绍随着现代工业的发展，应用机器人的需要在增加。尤其是移动机器人在工业和研究领域中逐渐地扩大了其应用。对移动机器人的研究主要集中在单一移动机器人。但是，随着机器人执行复杂任务的增加，多智能体系统的发展是必须的。谚辞調担鈧谄动禪泻類谨觋。许多学者研究多智能体系统。一般来说，多智能体系统定义为超过个的机器人，通过协作完成给定任务的系统。整个系统相对于单一机器人系统有许多不同特点。首先，机器人所在的环境是动态的。在多智能体系统中，机器人本身构成了动态环境，因为每一个机器人应该识别出其余的机器人为移动障碍物。早些的对于移动机器人的研究都是假定环境是静态的，甚至是单一移动机器人的研究。第二，由于是通过协作完成既定任务的，很有必要对于机器人的角色做整个系统规划。多智能体系统的一个明显特征是协作，举例来说，个机器人搬东西。为了相互协作，机器人位置的改变必须要预测。有一些方法可以知道机器人的位置。举个例子，机器人相互通讯自己的位置，或者管理员探测到机器人的位置并传递给每个机器人。这是一个与通讯有关的问题。第三，系统的每一部分，例如机器人、管理员、传感器、通讯设备必须正常，因为他们将会影响整个系统的运行，并且必须采用合适的结构。嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩癱恳。机器人足球赛对于研究多智能体系统是一个让人感兴趣的领域。足球机器人必须一起工作，这就是一种协作。而且，对于本方的机器人或者是对手机器人，他们都是在可以预测的和不可预测的动态环境中进行比赛。主要的目标是在对方机器人参与的情况下。尽可能多的把足球踢到对方的球门中，当然对方的机器人也有相同的目的。因此，基于态势，本方机器人决定将要采取的行动进攻或防守，如何协作等等。在这点上，系统需要实时感知，快速决策和采取行动。这些与系统结构和算法有关。如下所述，机器人足球赛包含有许多多智能体系统的特征，很适合（人工智能）的应用。熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库圆鍰。机器人足球赛的一个优点是对于不同系统的直接比较。许多足球机器人系统参与了一些竞赛。我们参加了在朝鲜大田举行的（机器人微型组足球赛）。机器人微型组足球赛有许多规则。规则详细描述了足球赛的规范。场地是正方形的，长厘米，宽厘米。足球是橙色的高尔夫球。机器人的尺寸限制在*厘米内。每个队包含三个机器人。我们的目的就是制作有三个机器人的足球机器人系统。鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞阕簣。本文中，我们阐述了在建立整个系统需要考虑的一些因素。首先，因为系统结构很重要，我们在分析多智能体系统的基础上采用了在线的集中式系统。第二，整个系统可以分成三部分机器人，通讯和视觉设备。我们描述了每一部分的说明和采用他们的理由。这将会对以后的更进一步提高有所帮助。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛覲僨。文章的以下内容是这样安排的。第二部分给出了一些系统结构的研究和我们选择的足球机器人系统结构。第三部分给出了执行硬件的具体说明，尤其是微型机器人。第四部分介绍了机器人足球赛的协作和路径规划算法。第五部分是结论和将来的研究工作。颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷涨负。二、多智能体系统的分类和足球机器人系统的选择这个主题的研究是与的工作相关的。 我们基于两个标准对多智能系统进行分类。一个是从谁决策和命令考虑分为集中式/分散式，另一个从什么时候系统制定计划考虑分为在线/离线。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻減栖。在集中式系统中，管理员把所有的有用数据合成，计划所有机器人的行为并作出命令。由于管理员同时考虑了所有的机器人，系统将会优化所有机器人的行动。但是随着机器人数目的增加，管理员需要更多的计算。如果管理员发生错误，机器人将没能力进行更正。銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼鏗穎。在分布式系统中，每个机器人从自身的传感器和别的机器人获得信息，进行规划。在系统中，当机器人数目增加时，没有计算负载的大幅度增加。即使一个机器人出故障，别的机器人还可以工作的很好。但是系统不能保证所有机器人行动的优化。挤貼綬电麥结鈺贖哓类芈罷。离线系统意味着所有的计划在机器人工作之前就已经制定好。因为没有时间和计算力的限制，系统整体是优化的。但是由于系统是假定的静态环境，在环境发生微小变化时，系统是非鲁棒的。在实际环境中，系统会随着一些变化发生故障。赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈極嚕。在线系统意味着实时规划。它对于动态环境是鲁棒的。但它需要强大的计算能力和有效的算法。在大量的研究中，以上的两种分类是相互联系的。我们在表1中进行了总结。表多智能体的分类在中，对机器人的尺寸进行了限制。因此，使一个机器人具有强大计算力是困难的。同时，决定一个机器人必须的装备是重要的。基本上，一个机器人必须配备激励和通讯模块。在考虑了机器人空间大小的情况下，可以选择和应用额外的设备。足球赛需要机器人位置的全局信息。因此，我们采用集中式系统。从路径规划时间来看，我们采用了在线系统。足球赛有快速变化的特点，需要实时感知，要求迅速的行为和决策。采用在线系统是合理的。塤礙籟馐决穩賽釙冊庫麩适。在集中式在线系统中，管理员获得整个环境和机器人的所有有用信息。同时，管理员应该实时规划所有机器人的路径。这要求快速的计算能力。为了减小管理员的负载，我们选择了模块系统，它把主要的规划和执行进行了分离。这在某些方面与和的工作相似。在我们的足球机器人系统中，在某个策略中，管理员制定整个机器人的规划。接着，管理员把下一步理想的位置信息传递给每个机器人。每个机器人获得理想的位置信息并执行控制算法来进行位置和速度控制。同时，每个机器人把自身获得的数据和理想位置数据融合成它自身控制环的理想输入。这样的话，一个机器人必须拥有某种逻辑：具有“大脑”功能。因此，我们的机器人配置有微处理器。在这种结构中，系统分离出计算负载。图表示我们足球机器人系统的功能图。由于管理员得到球和机器人的位置信息，系统将不需要双向通讯。管理员仅仅需要把命令传递到每个机器人。在双向通讯的情况下，需要传送和接受命令的逻辑及其优先权。它可能会增加在管理员和机器人之间的通讯系统的复杂性。裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺递灿。图足球机器人系统的组成三、系统运行系统由三部分组成：管理员，视觉系统和个机器人。管理员是一台奔腾处理器的机，它将进行实时规划，视觉系统有两个摄像机和一个具有和内存的图像处理板，摄像机分别有红色和蓝色的过滤器。一个机器人有一个，通讯模块，传感器，电机等。这三部分是相互联系的。下面的章节将进行详细描述。仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁絛鯛。单个机器人的配置一个机器人由机械装置，主板，通讯（接收）模块和传感器主板组成。它的尺寸在*厘米内。绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧恒蟬。机器人的机械装置有两个电机、编码器、齿轮传动装置、轮子、拨球装置和一个机架。机架的设计必须整体紧密结合。在选择电机和齿轮传动装置的时候，需要考虑操作电压，内部耐力和机械时间常数。它的操作电压是。传动装置的变形比为：。轮子的直径是32mm。电机在空载下的速度为。可以计算出机器人的空载速度大约是62cm。在实际中，我们可测量出机器人的最大速度是40cm。两台电机是分别由主板上的控制的。编码器每一转产生个脉冲。骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙骠弒。主板和传感器主板在主板上进行数据处理和电机控制。主板有两个尺寸为7.5cm*6.0cm一样大小的。我们选择80C作为机器人的。它的基本行为就是根据来自于管理员通过通讯模块的数据进行控制电机。它还融合来自管理员和它自身传感器的数据。80C有三个用来控制电机，个信道的的转化器，用于接收自身传感器的数据。电机驱动是 ，双重高速驱动器。在空间紧凑的环境中，我们应用（可擦写编程逻辑装置）进行编码计算，地址解码和某些逻辑功能。瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉貿锕。如图的(中所示，在机器人中，三个在主板上部。三个排列成一个等边三角形。因为是整个框架中最耀眼的部分，因此视觉系统可以很容易地探测机器人的位置和旋转。位于三角形中央的剩余的给管理员传递信息。启动意味着一个机器人利用自己的传感装置探测到球。鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類碍穑。在传感器主板中，对传感器组成了发送和接收装置，其位置是固定的。在图)(2中，一对位于较高的位置来区别机器人和球。它仅仅能探测到球。另外三个位于较低的位置。它们可以探测球和机器人。可以识辩出它自己传感器探测到的障碍球和机器人。因此传感器主板在机器人的前端，它能在机器人前面进行区域查找。栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬奧伛。通讯从管理员到机器人，我们采用单向通讯。一般为了分享更多的信息，双向通讯比较有利。但是这将会需要更大的空间和增大机器人和管理员执行的任务的复杂性。在我们的系统中，我们把视觉系统作为全局监测器。对于机器人来说不需要把它的数据传送给管理员，因此我们采用了单向通讯。辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应頁諳。图 主板和传感器主板用于机器人位置和旋转的在主板中的位置在传感器主板中的传感器的位置图 数字化编码数据形式图图 通讯信号组成示意图有两种常用的通讯方法和。通讯有一个问题，就是会受光影响。因此在实际使用中，它可能出现故障。因此我们使用了商业通讯模块并介绍了一种高精度和高可靠性的信息传递数字化方法。我们把传输频率设置为。两部分产生一个数字化数据。在数字化数据中，如果在这两部分之间产生一个状态改变，这个数据位为。如果没有改变，则为。在两个数字化数据中，状态改变经常发生。如图所示。因此数据传输率为。我们定义了一个信道作为基本单元，一个信道有位，一位是起始位，其余的位是数字位。因为管理员给每个机器人发送位置和旋转信息，每个机器人需要个信道。我们定义了一个块作为基本的命令单元。如图所示，一个块包含个信道，由于每个机器人需要个信道，存在一个起始信道和一个为了将来使用的额外信道。因此，传输率为大约个字每秒。这就意味着管理员能够在每秒中给个机器人传送信息。峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺诈機。.视觉系统在实时应用中，辨别出机器人和足球的位置是很重要的。我们使用了两个单色照相机。一个有红色过滤器，另一个有蓝色。如上所述，机器人中的配置形成一个等边三角形。视觉系统可以很容易地探测到机器人。对于足球来说，视觉系统可以通过比较两幅图像来探测。在比赛之前，我们调整照相机图像的（查找表），来消除除了球颜色之外的其它颜色的影响。在我们的实验中，只有一个单色照相机的视觉系统在检测球时鲁棒性差。因此，我们使用了两个照相机。对于对手机器人的探测，制定了一个规则，在顶端有可以辨别队伍颜色的一个*3.5cm的颜色模块。我们也可以通过调节使视觉系统能探测对手机器人。在实验中，视觉系统可以在每秒种探测到足球和个机器人次。詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜靈韬。机器人的位置控制机器人位置控制的方块图如下所示。图显示了整个分块系统：规划和执行。全局监测环表示规划是一个反馈环：视觉系统探测机器人的位置和管理员制定命令。一旦视觉系统探测到机器人和球的位置，管理员将根据当前位置数据作出每个机器人的路径规划。这是一个缓慢的反馈过程。在表示执行的局部控制环中，每个机器人利用解码信号和理想位置信息进行位置和速度控制。它的理想位置信息是由管理员提供，进行位置和速度的局部控制。则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷华缙。图 控制系统的组成图我们在图中给出了系统的配置。图表示一个实际机器人可以很轻松的识别出一个高尔夫球。图 系统配置的详细说明图 实际机器人和高而夫球三、机器人足球赛的协作和路径规划算法我们从两点进行了算法的考虑。一是协作，另一个是每个机器人的路径规划。在中，规定三个机器人参加比赛。因此我们考虑三个机器人为一个多智能体系统。关于协作，我们采用一个机器人是守门员，其余的机器人根据不同的模式进行角色分配。存在几种模式。我们实验了种。图表示种模式。基本上，我们采用分割征服启发式策略。我们把场地分成两部分，分配机器人到两个场地上。每个机器人根据分配的区