Diese Studienarbeit befasst sich mit dem Thema der Analyse eines Spielfeldes des Robocup in der Small Size League. Dabei war das Ziel, die aktuelle Methoden zur Spielfeldanalyse in der Software „Sumatra“ aus Performancetechnischer und Analytischer Sicht zu verbessern. Dazu wurde die aktuelle Analyse auf die Grafikkarte ausgelagert um eine besser Performance zu erzielen. Desweitern wurde die Distanzfunktion, welche nach der Euklidischen Distanz berechnet wird, im alten Analyse-Verfahren durch die Mahlanobis-Distanz ersetzt. Dies ermöglicht es einen Miteinbezug der Geschwindigkeit eines einzelnen Roboters in das Analyseverfahren. Zusätzlich wurde noch für den Play-Entwickler einer Klasse implementiert, welche es ermöglicht Informationen aus dem Analyse-Feld abzuleiten.

In the RoboCup SSL one of the key challenges are good strategies for coordinating all robots with the aim of scoring goals. The team TIGERS Mannheim uses a central software called Sumatra which has a good base for creating and choosing good strategies. There are, however, some drawbacks in the architecture and Sumatra is still missing some good strategy implementations. Many developers worked on the strategies and many left the team afterwards. Nobody had an overview of currently active plays and their status. With this report, the whole AI architecture and all implemented strategies, called plays and roles, were analysed and optimized. The aim was to get a complete overview of all strategies and make it easier to hold the overview within the code. Another aim was to make the development of plays better understandable by creating a documentation and clean up and document the code of existing plays. The new architecture enables more flexibility, less redundant code and better under- standability. Deprecated plays and roles were removed and all existing plays tested and documented. Several features were added to the GUI of Sumatra to help developers with testing their work.

This is a report written in conjunction with the lecture Knowledge Based Systems. The first part describes a learner that is able to decide on the selection of next play strategies based on the success or failure of past situations. The second part is about a certain play strategie with the aim of tricking the opponent.

This seminar paper describes basic strategies for defending plays in the RoboCup Small Size League for the Team Tigers Mannheim. The two scenarios "Keeper with one defender" and "Keeper with two defenders" will be presented.

Beobachtungen des Teams Tigers der DHBW Mannheim bei der Roboterfußballweltmeis- terschaft im Jahr 2011 und Videoanalysen zeigten, dass selbst die besten Teams der Welt mit relativ simplen Spielzügen immer wieder zum Torerfolg kommen. Besonders der indi- rekte Schuss wird oft benutzt. Um diese Angriffe abwehren zu k ̈onnen wurde ein Verfahren geschaffen, dass es ermöglicht, indirekte Schüsse zu erkennen. Dafür wurde ein Framebuf- fer angelegt, mit dem man in die Vergangenheit schauen und analysieren kann, wie es zu einem Torerfolg bzw. -schuss gekommen ist. Mithilfe dieser Daten wurde ein exemplari- scher Spielzug geschaffen, der diese Art von Angriffen abwehren kann. Weitere defensive Spielzüge können von den Entwicklern mithilfe dieser Studienarbeit entwickelt werden.

Observations of the team Tigers from the DHBW Mannheim in the robot soccer world championship in 2011 and video analysis showed that even the best teams in the world keep scoring with relatively simple plays. Especially the indirect shot is often used. To fend off these attacks, a process was created that makes it possible to identify indirect shots. For this, a frame buffer has been created, which allows you to look into the past and analyze how a goal or shot on goal has happened. Using this data, an exemplary play were created that can fend off these types of attacks. With this study other defensive plays can be developed by the developers.

Wie beim echten Fußball geht es auch im Roboterfußball darum, mehr Tore als der Gegner zu schießen um zu gewinnen. Die Erfahrungen des Teams Tigers der DHBW Mannheim bei der Roboterfußballweltmeisterschaft im Jahr 2011 zeigten, dass dies eine große Her- ausforderung ist. Zur Unterstützung der Offensivbemühungen des Teams soll eine auto- matische Spielfeldanalyse implementiert werden. Diese soll den Entwicklern der Spielzüge neue M ̈oglichkeiten bieten, da so unter anderem freie R ̈aume erkannt werden k ̈onnen. Da- zu wird das Feld in viele Rechtecke unterteilt und jedes dieser Rechtecke bewertet. In die Bewertung des Rechtecks geht dabei der Abstand der Roboter zum jeweiligen Rechteck ein. Die so gewonnenen Daten können dann von den Entwicklern von Spielzügen genutzt werden.

As in real football, it is also in robot soccer to score more goals then your opponent to win. The experience of the team Tigers from the DHBW Mannheim in the robot soccer world championship in 2011 had shown that this is a big challenge. To support the offensive efforts of the team, an automatic field analysis should be implemented. This should give the developers of plays new options, as e.g. open spaces can be detected. For this, the field is divided into many rectangles and each of these rectangles is evaluated. In the evaluation of the rectangle, the distance of the robot to the rectangle is taken into account. The obtained data can then be used by the developers.

This seminar paper shall give a widespread overview of the implementation of the artificial intelligence of the RoboCup Small-Size-League Tigers Mannheim. Due to the fact that the mentioned artificial intelligence is a work in progress this seminar paper describes the software at a fixed moment. This moment is defined by the SVN commit #3753. If a specific part is based on another SVN commit it is stated explicitly.

This seminar paper is a comprehensive documentation of the creation of a robot controller with serveral levels of abstraction for the centralsoftware Sumatra of the RoboCup-team Tigers Mannheim. The bot controller should be implemented in the modul system of Sumatra and use a qualitified partitionment of the program logic. Furthermore the controller should be an interface between the bots and the artificial intelligence modules. To do so, it is separated into Botmanager and Skillsystem, which have a connection among themselves and to the bots respectively the skillsystem. The result are two high-performance, clearly programmed modules with a succesful split of theirs tasks, which is a good beginning of the development. These modules need further implementations as Sumatras complexity increases and new function and options will be added to Sumatra or the bots.

Die Small Size League des RoboCup dient Forschern internationaler Teams als Plattform zur Entwicklung eines intelligenten Robotersystems. Die durch die Teams entwickelten Systeme treten in einem Fußballspiel gegeneinander an. Vollständig autonom agierende Roboter werden hier nicht genutzt. Die Steuerung der Feldspieler erfolgt zentral vom Server des jeweiligen Teams. Die Lokalisierung der Roboter auf dem Spielfeld erfolgt durch zwei über dem Feld montierten Kameras. Aufgenommene Bilder werden durch die in der Small Size League standardisierten Bildverarbeitungssoftware SSL-Vision [17] analysiert. Als Resultat werden die Positionen der Roboter und des Balls über Ethernet an die verschiedenen Teamserver versendet. Dabei entsteht ein Messrauschen durch die Nutzung von Kameras in einer realen Umgebung. Außerdem kommt es durch die Versendung der Positionsdaten über Ethernet zu Verzügerungen. In [12] wurde gezeigt, dass sich ein Roboter in der Small Size League in dieser sehr kurzen Latenzzeit bereits bis zu 47cm bewegen kann. Daher ist das Entfernen dieser externen Einflüsse aus den Eingangsdaten essentiell wichtig für die korrekte Arbeit der künstlichen Intelligenz. In [4] wurden die theoretischen Grundlagen probabilistischer Verfahren eräutert, welche dazu genutzt werden sollen, aus den eingehenden Daten eine zukünftige Spielposition zu pr ̈adizieren. Die vorgestellten Verfahren sind das Extended Kalman Filter und das Partikelfilter. Des Weiteren wurde eine Modellierung der Objektbewegungen in der Small Size League beschrieben, welche durch die zu verwendenden probabilistischen Verfahren genutzt werden sollen. In der vorliegenden Arbeit wird die Implementierung eines Softwaremoduls für den Teamserver des RoboCup Teams Tigers Mannheim vorgestellt, welches die in [4] vorgestellten Verfahren umsetzt. Im Anschluss wird die korrekte Funktion des Softwaremoduls anhand verschiedener Testszenarien validiert.

The Small-Size-League of the international RoboCup-competition is – besides the simulation league - the fastest throughout the contest. Thus the algorithms for the playing-behavior are more complex and diversified then these in the other leagues.
To effectively develop this kind of algorithms, an unconditionally available test-system is inevitable. As the setup of the whole SSL-equipment is not always possible due to organizational, geographical or temporal reasons, this is a severe problem.
As a solution many teams implemented their own simulations of the RoboCup-match to fit their needs. This not only enables developers to enhance their algorithms independently from the rest of the team, but gives them immediately feedback to their changes and thus installs a “software-in-the-loop”-process.
This paper describes the development of such a simulator in the team “TIGERS Mannheim”, which not only suits the needs of this team, but is highly customizable in terms of used protocols, robot-models and physical parameters, to provide a common software-framework which can be used by other teams, too.