CHINA ROBOT COMPETITION · FIRA SIMUROSOT DIVISION

FIRA SimuroSot 11vs11 仿真足球多智能体协同系统

本项目面向中国机器人大赛 FIRA 仿真 11vs11 赛项,针对传统参考客户端存在的结构耦合、状态抖动与违规滞留等问题,基于分层状态机与几何拓扑构建了模块化策略体系,兼顾决策实时性与规则约束边界。

研制单位:湖南师范大学 (HUNNU) 参赛战队
运行环境:FIRA Robot Soccer Platform (Win32 / C++17)
Decoupled Core Discrete Mechanics Bounded Safety

实机仿真对战与时序验收

官方 FIRA 仿真平台对战测试片段,验证 11 对 11 状态接收、阵型开球与裁判中断响应

测试环境:官方 11vs11.exe 平台 · 视频时长:19 秒 · 采样率:30 FPS
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系统分层体系与功能划分

遵循高内聚、低耦合的工程设计原则,将全流程拆解为四个正交处理层级

MODULE 01 / PROTOCOL & STATE

底层通信与场态感知抽象

对仿真平台 UDP 数据流进行状态解包与离散时间校准。屏蔽不同平台的坐标映射差异,统一转换为标准几何向量空间,为上层决策提供连续、去噪的运动基准。

  • 离散观测值时序对齐与滑动平滑
  • 全场实体坐标系规范化映射
  • 异常数据帧校验与兜底保持
MODULE 02 / DYNAMIC ALLOCATION

动态任务竞标与职责分配

采用分布式竞标机制评估各单体与目标的运动学距离,根据博弈态势动态分配主攻点位与后置协防职责,并结合滞后量防止临界状态下的频繁振荡。

  • 基于运动学耗时的动态角色判定
  • 多体职责切换的时间与距离迟滞偏置
  • 后场关键区域专职拦截指派
MODULE 03 / FORMATION TOPOLOGY

弹性阵型编队与空间拓扑

非持球场员依托战术重心实施弹性拓扑分布。阵型参考坐标随局势推移动态平移,结合全局匹配原则减少长距离折返跑开销,保持攻防层级完整度。

  • 随球权分布自适应缩放的战术骨架
  • 多智能体最小机动成本槽位映射
  • 边中结合的纵深保护策略
MODULE 04 / CONSTRAINT BARRIER

运动学映射与边界规则屏障

将高层航向指令转换为差速轮速输出。在指令最终下发底层部署刚性规则过滤器,严密监测特定限制区域的人员准入状态,确保系统动作符合竞赛规范。

  • 差速底盘非线性转向与线速平滑
  • 受限防守区域名额准入强约束
  • 临界越界风险预测与主动制动

阵型分布与几何响应模拟

可拖动场上目标物(白色点),观察队员在不同战术骨架下的空间响应规律

INTERACTION: DRAG TARGET ON FIELD

竞赛规范与工程实现特性

系统核心技术规格与跨环境适配指标对照

技术维度 实现规范与说明
规则体系兼容 严格遵守 FIRA 仿真 11vs11 赛事技术规定,严格遵守门区与罚球区防守人数上限。
核心实现标准 策略逻辑层采用标准 C++17 实现,去除第三方臃肿依赖,保障逻辑严谨与可移植性。
决策周期特性 单周期完整流水线在微秒量级内闭环完成,完全满足每周期 20ms 仿真平台下发要求。
测试与质量保障 配备多组无头逻辑回归测试用例,覆盖极端球位与边界情形,保障系统长时稳定运行。