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

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

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

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

Max Graf & Markus Stoicsics 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.” Max Graf & Markus Stoicsics

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Max Graf & Markus Stoicsics 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. Max Graf & Markus Stoicsics

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

Max Graf & Markus Stoicsics Verhaltenssteuerung Aufbau einer Nachricht: <MESSAGE>::= (<TIME> <ID> <MESSAGE PART> {<MESSAGE PART>}) <MESSAGE PART>::= <OPP_MOD_MESS>| <INSTRUCTION_MESS> <OPP_MOD_MESS> ::= (opp_mod <ID> <OPP_MOD>) <INSTRUCTION_MESS> ::= (instruction <ID> <INSTRUCTION>) <ID>::=[integer] <TIME>::=[integer] <VALUE>::=vhi|hi|mid|low|vlow <TEAM>::=our|oppon|any <PLAYER>::=[1..14]|any <POS_NUMB>::=[1..11]|any Max Graf & Markus Stoicsics

Max Graf & Markus Stoicsics Verhaltenssteuerung Beispiel einer Definitions-Nachricht - Definition eines bestimmten Spielkonzepts <DEFINITION>::= (region <REGION_NAME> <REGION>) | (period <PERIOD_NAME> <PERIOD>) | (tactic <TACTIC_NAME> <TACTIC>) | (formation <FORMATION_NAME> <FORMATION>) | (situation <SITUATION_NAME> <SITUATION>)|(active_type <ACTIVE_TYPE_NAME> <ACTIVE_TYPE>)| (recovery_type <RECOVERY_TYPE_NAME> <RECOVERY_TYPE>) Max Graf & Markus Stoicsics

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

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

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

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

Max Graf & Markus Stoicsics 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 Max Graf & Markus Stoicsics

Max Graf & Markus Stoicsics Verhaltenssteuerung Beispiel: „playing supporter“ Max Graf & Markus Stoicsics

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

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

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

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