2D 仿真水球搬运策略

针对2D仿真水球搬运项目,在传统搬球策略的基础上,对机器鱼能够在尽可能短的时间内完成搬运过程提出了一种策略。策略中设计出了带球到后方函数 PoseToPose()与带球函数 Dribble()。采用了双球搬运策略,策略中的判断设计采用了赫夫曼树的思想。实验结果表明：该策略能灵活调用先完成任务的鱼,大大缩短搬运的总时间,增加了策略运行的稳定性。在实际应用上取得了较好的效果。     

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仿真新平台的水中搬运的策略优化

针对2016国际水中机器人大赛水中搬运项目的URWPGSim2D仿真新平台,为提高传统比赛策略的效率,对其进行优化.设计仿真机器鱼的方向算法和最短运动距离的算法,采用多种算法和函数动态分析鱼的运动路径,运用星型网状判断思路,综合考虑多种情况,从而最大程度上避免失误.实验结果表明:该策略能高效率完成比赛任务,很大程度上缩短完成比赛的总时间,大大提高策略的稳定性.     

基于URWPGSim2D 仿真新平台的花样游泳策略

针对2016国际水中机器人大赛花样游泳项目的URWPGSim2D仿真新平台,提出仿真机器鱼的位姿变化、路径规划、规定动作和自由动作的实现策略.为完成在规定时间内实现规定动作和自由动作的大赛要求,采用分时准备的思想,提出动态判断调整函数和跟随距离函数算法,设计多个主题鲜明、具有创意的动作,并通过多次实验验证.实验结果表明:该策略能解决多条仿真机器鱼协作配合困难的问题,具有较高的观赏性.     

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。     

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。     

模糊推理在冗余机械臂运动规划中的应用

针对冗余空间机械臂关节角速度向量轨迹规划中多个约束条件协调控制的难题,提出了基于模糊推理的多约束条件下机械臂关节角速度向量轨迹规划控制算法.将冗余机械臂执行的任务按重要性分解为一系列以向量形式表示的子任务,在完成主要任务的冗余空间内,完成次要任务.由模糊系统确定某一时刻需要优化的约束条件,以及对约束条件的执行程度,使得在完成主要任务的前提下,所有约束条件都得到最大限度满足.仿真结果证明了所提出算法的有效性.     

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。     

基于遗传算法的机器鱼水中路径规划

针对机器鱼水中路径寻优的具体要求,提出一种以遗传算法为基础的机器鱼路径规划方法。通过介绍遗传算法的3种基本操作,将遗传算法应用到试验场景中规划出最优路径,分析研究了一种根据目标点与机器鱼的距离变化而改变机器鱼运动速度的策略,并进行仿真分析和实验。仿真结果表明：采用遗传算法的水中救援路径规划可将救援时间缩短30%以上,提高了寻优效率。说明遗传算法对机器鱼的路径规划具有积极效果和快速寻优特性。     

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。     

一种划分特殊与一般的抢球博弈策略

为了进一步提高机器鱼在抢球博弈项目中的进攻效率,提出一种划分特殊与一般的比赛策略.在区域划分的基础上,从鱼与水球的距离及相对位置出发,划分特殊情况与一般情况,独立处理特殊情况后,针对一般情况,根据球与球门的距离远近及所处区域,利用动态规划思想,选出机器鱼最先要进攻的球与球门,并在机器鱼比赛平台上对设计的策略进行具体验证.实验结果表明:该策略是有效、可行的,实现了各种情况下最佳水球的选择,大大缩短了抢球博弈中多次进球所需要的时间.     

基于二次区域划分的机器鱼比赛策略

为提高机器鱼顶球的快速性、连续性以及顶球效率,提出一种基于二次区域划分的比赛策略。在分析经典顶球算法的基础上,从球和球门的相对位置出发,将场地进行区域划分;针对不同的区域,再根据鱼、球和对方球门的坐标几何位置关系进行动态区域划分,据此决策出最优的顶球算法完成进攻,并在机器鱼比赛平台上对设计的策略进行具体验证。实验结果表明:该策略是有效、可行的,不仅能缩短进球时间,还能做到有效防守,增强本队竞争力。     

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.     

基于有效区域和有效方向的全局顶球策略

为了使机器鱼的顶球兼备速度性和连贯性并提高进球效率,提出一种基于有效区域和有效方向的顶球算法。在分析典型的顶球算法的基础上,从鱼、球、球门三者的相对位置出发,判断是否在有效区域和有效方向上,并以单机器鱼顶球为实验任务,并对该策略进行了验证。实验结果证明,该方法能有效缩短一次进球所需要的时间。     

基于动作决策的机器鱼顶球算法

为了使机器鱼的顶球兼备速度性和连贯性并提高进球效率,提出一种基于动作决策的顶球算法。在分析典型的顶球算法的基础上,设计了机器鱼5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,并在机器人水球比赛平台上进行了单鱼顶球实验进行算法验证。实验结果表明,该算法能大大缩短一次进球所需要的时间。     

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。