虚拟人足球比赛决策系统的开发应用

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虚拟人足球比赛决策系统的开发应用

0 引言

虚拟人足球比赛模拟就是主要依据现实足球比赛的场景进行的模拟活动，需要考虑的就是整个

“ ”球队的战略思想和球员个体的思想活动。作为虚拟人足球比赛的大脑的决策系统的根本任务

就是根据比赛场上的实际情况，对虚拟人的下一步的行为作出决策，而虚拟人就是按照该决策

作出动作，以此达到最终的防守或者进攻得分的目的，进而实现对真实球员活动的模拟和仿

真。很大程度上决定了对现实足球比赛所进行的模拟和仿真的可靠程度。国内外对虚拟人足球

比赛的研究相对较少，对虚拟人足球比赛决策系统研究更是少之又少，而与此对比的就是对机

器人足球比赛仿真的研究相对较多，可以通过借鉴对机器人足球比赛研究中比较成熟的经验，

设计出较为成熟的模型。

为了解决机器人足球比赛中决策系统在虚拟人足球比赛决策系统中所存在的缺陷，本文提出了

一系列的全新决策的生产方法，通过该决策最终指导虚拟人的动作。

为了简化决策系统的设计，以此降低球员之间的耦合度，本文中的决策系统不考虑守门员的角

色，只对其他的 10 名球员做出决策，并且这 10 名球员的角色都是固定不变的，每名球员拥有

三种任意的角色供自己选择，即后卫、中场、前锋三种角色，而且对于确定阵型下的球员之间

所形成的协作关系也是固定不变的。

1 策略库

虚拟人足球比赛决策系统的决策库主要包括两种，即全局策略库和个体策略库。

1.1 “ ”全局策略库全局策略作为球队的大脑，对整个球队的阵型和战略战术能够起到协调的作

用。在全局策略库中所存在的一些信息，都可以成为决策系统做出决策时所参考的依据。其

中，防守本位点主要是在某一阵型下每个球员的防守区域的重心下进行。

1.2 个体策略库个体决策库是根据角色制定的，不同的角色应该有着不同的个体策略库。因为

各个角色之间的战术分配对象也是不一样的，例如在 4-4-2 阵型中，球员之间的协作关系如图

1 所示。

根据上述分析，不难看出，对不同的球员采取不同的个体策略库是很有必要的。每个个体决策

库中存储了与球员角色相关的个体信息。本文中的决策系统对球队的 10 明球员（不包括守门

员），分别有 10 个不同的个体策略库。

由于每个球员都是一个独立的智能体（Agent），具有自主学习能力，其个体决策库是随着时

间的推移而变化的。球员个体的学习过程如图 2 所示。

虚拟人足球比赛如同现实足球比赛一样，场上的情况瞬息万变，错综复杂。为了能在这种复杂

环境中做出对虚拟人球员的动作决策，可以结合虚拟人足球比赛的特点加以改进，如图 3 所

示。

在该决策系统分层结构模型中，整个决策过程分为两层，分别是推理层和动作层。在做出决策

之前，先获取比赛场上的态势数据。其中，在选择攻防的时候，要根据全局策略库和态势数据

的实际情况对防守或者进攻做出选择。

2 虚拟人足球比赛决策系统的设计

基于以上所提出的分层结构模型，对该决策系统的设计如下：

2.1 攻防选择攻防选择主要是为了确定球队的整体策略是进攻还是防守。每一位球员个体都是

球队整体中的一份子，他们必须遵守球队的整体战略，因为每一个球队中所有球员的进攻策略

都是相同的。因此，在选择攻防的时候，要根据全局策略库进行当前形式的分析，是易守还是

易攻，进而产生出后续的指导决策。

攻防选择的过程设计如下：IF 己方控球THEN 选择进攻策略 ELSE IF 对方控球THEN 选择防

守策略 ELSE 球处于无人运动状态IF 最近一次的控球方是己方 THEN 选择进攻策略 ELSE 最近

一次的控球方是对方 THEN 选择防守策略 2.2 行为选择在攻防选择确定了防守进攻策略之后，

可以根据具体的攻防策略选择具体的行为。首先说明一下区域划分的概念。

在全局策略库中存储有某一阵型下的区域划分图，如图 4 所示为 4-4-2 阵型下的区域划分图。

通过这种分区的方法，可以确定每个球员负责的区域范围（称为自治域），自治域有重叠（重

叠部分区域称为协防区域）的两个球员之间存在合作关系，防守的时候他们可以根据场上态势

进行协防，进攻的时候他们可以根据场上态势进行传接球配合。

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摘要：

虚拟人足球比赛决策系统的开发应用0引言虚拟人足球比赛模拟就是主要依据现实足球比赛的场景进行的模拟活动，需要考虑的就是整个“”球队的战略思想和球员个体的思想活动。作为虚拟人足球比赛的大脑的决策系统的根本任务就是根据比赛场上的实际情况，对虚拟人的下一步的行为作出决策，而虚拟人就是按照该决策作出动作，以此达到最终的防守或者进攻得分的目的，进而实现对真实球员活动的模拟和仿真。很大程度上决定了对现实足球比赛所进行的模拟和仿真的可靠程度。国内外对虚拟人足球比赛的研究相对较少，对虚拟人足球比赛决策系统研究更是少之又少，而与此对比的就是对机器人足球比赛仿真的研究相对较多，可以通过借鉴对机器人足球比赛研究中比较...

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