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Koordination von Fußballrobotern Maximilian Graf und Markus Stoicsics Juli 2007 Universität Ulm Weltmeister 2007 Kidsize 2on2.

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Präsentation zum Thema: "Koordination von Fußballrobotern Maximilian Graf und Markus Stoicsics Juli 2007 Universität Ulm Weltmeister 2007 Kidsize 2on2."—  Präsentation transkript:

1 Koordination von Fußballrobotern Maximilian Graf und Markus Stoicsics Juli 2007 Universität Ulm Weltmeister 2007 Kidsize 2on2

2 Max Graf & Markus Stoicsics 2 Inhaltsverzeichnis Einführung Sensorverarbeitung / Objekterkennung Das Weltmodell Verhaltenssteuerung Zukunftsmusik

3 Max Graf & Markus Stoicsics 3 Einführung Sensorverarbeitung / Objekterkennung Das Weltmodell Verhaltenssteuerung Zukunftsmusik

4 Max Graf & Markus Stoicsics 4 Einführung Roboter – Intelligent oder autonom? Warum Fußball?

5 Max Graf & Markus Stoicsics 5 Einführung Das Ziel der Forscher: By the year 2050, develop a team of fully autonomous humanoid robots that can win against the human world soccer champion team.

6 Max Graf & Markus Stoicsics 6 Sensorverarbeitung / Objekterkennung Einführung Sensorverarbeitung / Objekterkennung – Umgebung erfassen – Bildverarbeitung Das Weltmodell Verhaltenssteuerung Zukunftsmusik

7 Max Graf & Markus Stoicsics 7 Sensorverarbeitung / Objekterkennung Striktes Reglement Vertraute Umgebung

8 Max Graf & Markus Stoicsics 8 Sensorverarbeitung / Objekterkennung Bilderkennung – Schwierigkeiten beim erkennen Ressourcenschonende Erkennung

9 Max Graf & Markus Stoicsics 9 Sensorverarbeitung / Objekterkennung Scanlines – Zusammenfassen der Farben für verkürzte Zugriffszeit Beschränkung der Farben Speicherbedarf Umrechnung der 2D Koordinaten in eigene.

10 Max Graf & Markus Stoicsics 10 Das Weltmodell Einführung Sensorverarbeitung / Objekterkennung Das Weltmodell – Probleme bei der Lokalisierung – Selbstlokalisierung – Mitspieler/Gegnermodellierung – Ballmodellierung Verhaltenssteuerung Zukunftsmusik

11 Max Graf & Markus Stoicsics 11 Das Weltmodell Weltmodell was ist das überhaupt? – Datenaufbereitung und Verteilung – Ballposition – Strategieerkennung

12 Max Graf & Markus Stoicsics 12 Das Weltmodell Kommunikation auf lokaler Ebene – Nahbereichsaktionen (Dribblen) – Keine Messungen anderer Roboter Kommunikation auf globaler Ebene – Strategie (Verhaltensweise) Untersuchen und beweisen – Informationen aller Roboter

13 Max Graf & Markus Stoicsics 13 Das Weltmodell Probleme bei der Lokalisierung – Trotz nahezu eindeutige Umgebung Kamera Allgemeine Störungen Lichtverhältnisse – Abhilfe durch Objekttracking Algorithmen

14 Max Graf & Markus Stoicsics 14 Das Weltmodell Selbstlokalisierung – Lokalisierung durch Umgebung – Probleme durch nicht einheitliche Formen – Sichtwinkel – Formkalibrierung fremder Roboter

15 Max Graf & Markus Stoicsics 15 Das Weltmodell Mitspieler/Gegnermodellierung – Bewegung des Gegner – Abfragen über Weltmodell ob Roboter Gegner oder Mitspieler – Strategische Lokalisierung

16 Max Graf & Markus Stoicsics 16 Das Weltmodell Ballmodelierung – Position – (Noch) Farbe – Torschußerkennung

17 Max Graf & Markus Stoicsics 17 Das Weltmodell Jeder Roboter ist autonom Kommunikation Rollenverteilung über Weltmodell Globales Weltmodell – Der Coach

18 Max Graf & Markus Stoicsics 18 Verhaltenssteuerung Einführung Sensorverarbeitung / Objekterkennung Das Weltmodell Verhaltenssteuerung – Der Coach – Taktisches Verhalten/Spielzüge Zukunftsmusik

19 Max Graf & Markus Stoicsics 19 Verhaltenssteuerung Taktisches Verhalten/Spielzüge

20 Max Graf & Markus Stoicsics 20 Verhaltenssteuerung Der Coach - Zentrale Einheit im Team - Verfügt über alle Informationen - Steuert die einzelnen Spieler - Verwaltet das globale Weltenmodell

21 Max Graf & Markus Stoicsics 21 Verhaltenssteuerung Aufbau eines Coachs - Assistant Coach - Filtert Informationen - Gibt Gegnermodell weiter - Gibt Spielstatistiken weiter - Prinzipal Coach -Arbeitet Taktiken aus -Gibt entsprechende Anweisungen

22 Max Graf & Markus Stoicsics 22 Verhaltenssteuerung Die coach unilang, a standart language for coaching (Robo)Soccer teams

23 Max Graf & Markus Stoicsics 23 Verhaltenssteuerung - Kombiniert high-level mit low-level coaching - Highlevel: taktische Veränderungen, Aufstellungen und Verhaltensänderung - Lowlevel: definiert Aufstellung, Situationen, Verhalten und Positionierung im Detail

24 Max Graf & Markus Stoicsics 24 Verhaltenssteuerung Unterschiedliche Möglichkeiten zur Verwaltung des Coachs

25 Max Graf & Markus Stoicsics 25 Verhaltenssteuerung Der Assistant Coach als autonomer Agent -In der Humanoidliga nicht erlaubt

26 Max Graf & Markus Stoicsics 26 Verhaltenssteuerung Assistant und Prinzipal Coach - Beide Coaches werden als autonome Agenten zusammengefasst

27 Max Graf & Markus Stoicsics 27 Verhaltenssteuerung Der Prinzipal Coach als Teil eines Spielers -Spieler entscheiden dezentral, aber nach festen Algorithmen

28 Max Graf & Markus Stoicsics 28 Verhaltenssteuerung Der Coach als nicht-autonomer Agent - Besonders einfache Lösung - Benutzt vom Team FC Portugal im Jahr 2000

29 Max Graf & Markus Stoicsics 29 Verhaltenssteuerung - Level 1 – Anweisungen unflexibles coaching eines Teams mit intelligenten Spielern das auf festen Konzepten beruht. - Level 2 – Statistiken und Gegenermodellierung Das eigene Verhalten berücksichtigt Statistiken und das Verhalten des Gegners. - Level 3 – Definitionen und Anweisungen Dieser Level stellt den flexibelsten Level dar. Es ermöglicht sowohl high- als auch lowlevelcoaching.

30 Max Graf & Markus Stoicsics 30 Verhaltenssteuerung Vier grundliegende Messagetypen: – Definition – Statistik – Gegnermodellierung – Anweisung

31 Max Graf & Markus Stoicsics 31 Verhaltenssteuerung Aufbau einer Nachricht: ::= ( { }) ::= | ::= (opp_mod ) ::= (instruction ) ::=[integer] ::=[integer] ::=vhi|hi|mid|low|vlow ::=our|oppon|any ::=[1..14]|any ::=[1..11]|any

32 Max Graf & Markus Stoicsics 32 Verhaltenssteuerung Beispiel einer Definitions-Nachricht - Definition eines bestimmten Spielkonzepts ::= (region ) | (period ) | (tactic ) | (formation ) | (situation )|(active_type )| (recovery_type )

33 Max Graf & Markus Stoicsics 33 Verhaltenssteuerung Aufteilung eines Spiels - in Regionen - in Zeitabschnitte

34 Max Graf & Markus Stoicsics 34 Verhaltenssteuerung Verhaltensmuster – Basiert auf realen Konzepten / Taktiken

35 Max Graf & Markus Stoicsics 35 Verhaltenssteuerung Lernfähigkeit – Definition von je 7 Aktionen mit und ohne Ball – Definition und Speichern der zugehörigen Ergebnisse

36 Max Graf & Markus Stoicsics 36 Verhaltenssteuerung Alternative / Einfachere Techniken

37 Max Graf & Markus Stoicsics 37 Verhaltenssteuerung German Team: Robocup 2005 (Offensive) – Vier Spieler pro Team – Nr. 1 ist immer Torwart – Spieler im Ballbesitz ist Striker – Striker wird durch offensive und defensive supporter unterstützt

38 Max Graf & Markus Stoicsics 38 Verhaltenssteuerung Beispiel: playing supporter

39 Max Graf & Markus Stoicsics 39 Verhaltenssteuerung Probleme: – Technische Möglichkeiten machen taktisches Verhalten schwierig/unmöglich – Coaching-League wesentlich weiter entwickelt Möglichkeiten der KI überschreiten die technisch umsetzbare Realität

40 Max Graf & Markus Stoicsics 40 Zusammenfassung Einführung Sensorverarbeitung / Objekterkennung Das Weltmodell Verhaltenssteuerung Zukunftsmusik

41 Max Graf & Markus Stoicsics 41 Zukunftsmusik Erkennen gegnerischer Taktik – Erkennen der Taktik – Anpassen der eigenen Taktik – Steckt in den Kinderschuhen – Macht Roboterfußball realistisch

42 Max Graf & Markus Stoicsics 42 Video


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