Кибер-футбол Руководство к лабораторным работам

1.Введение 4

2.Теоретическая часть 4

2.1.Технология создания стратегий 4

2.2.Знакомство с файлом проекта стратегии 7

2.3.Функция Strategy – основа стратегии 13

2.4.Основы движения роботов 15

2.4.1.Основы геометрии 16

2.4.2.Движение по прямой 19

2.4.3.Поворот на месте 21

2.4.4.Поворот по дуге 23

2.4.5.Элементарная стратегия 24

3.Описание лабораторных работ 26

3.1.Лабораторная работа №1 – “Перемещения” 27

3.2.Лабораторная работа №2 – “Слалом” 30

3.3.Лабораторная работа №3 – “ Преследование соперника” 32

3.4.Лабораторная работа №4 – “ Гол” 36

43

1. Введение

Киберфутбол – это увлекательный вид интеллектуальных развлечений. Суть игры состоит в управлении электромеханическими роботами, которые получают сигналы от компьютера по радиоканалу. На поле присутствуют две команды противников. В каждой команде пять игроков-роботов: два нападающих, два защитника и один вратарь. Для контроля игровой ситуации над полем на высоте 2,5 м расположена видеокамера, сигнал которой поступает в компьютер для распознавания. Сигнал с камеры поступает в компьютер с частотой от 30 до 60 кадров/с. Роботы имеют цветовую маркировку для обеспечения распознавания их на поле. Цель игры – забить мяч в ворота противника и препятствовать попаданию мяча в собственные ворота. Управление роботами производится с помощью программ-стратегий. Программы-стратегии функционируют в автономном режиме, принимая решение о движении роботов своей команды на основе анализа игровой обстановки и в соответствии с алгоритмом заданной стратегии.

Для разработки и отладки программ-стратегий может использоваться специальная программа-симулятор 3D Robot Soccer Simulator. В этом случае игроки создают (пишут на языках программирования Pascal или C/C++) программы-стратегии, которые затем загружаются в программу-симулятор. Собственно в программе-симуляторе и происходит киберфутбольный матч.

Программы-стратегии, пригодные для использования с 3D Robot Soccer Simulator, должны быть откомпилированы в формат динамически подгружаемых библиотек Windows DLL со специфицированным интерфейсом взаимодействия.

2. Теоретическая часть

   1. Технология создания стратегий

DLL (англ. Dynamic-link library — динамически подключаемая библиотека) — понятие операционной системы Microsoft Windows; динамическая библиотека, позволяющая многократное применение различными программными приложениями.

С формальной точки зрения DLL - особым образом оформленный относительно независимый блок исполняемого кода. Особый способ оформления предполагает наличие в DLL так называемых секций импорта и экспорта. Секция экспорта указывает те идентификаторы объектов (функций, классов, переменных), доступ к которым предоставляет данная DLL. В этом случае мы говорим об экспортировании идентификаторов из DLL. В общем случае, именно секция экспорта предоставляет особый интерес для разработчиков. Относительная независимость связана с наличием/отсутствием секции импорта у DLL (т.е. секции, в которой описываются внешние зависимости данной DLL от других). Подавляющее большинство DLL (за исключением, быть может, DLL ресурсов) импортирует функции из системных DLL (kernel32.dll, user32.dll, gdi32.dll и др.). В большинстве случае при создании проекта в его опциях автоматически проставляется стандартный набор таких библиотек.

"Исполняемый" код в DLL не предполагает автономного использования. Перед тем, как можно будет приступить к использованию, необходимо загрузить DLL в область памяти вызывающего процесса (т.е. DLL не может выполняться сама по себе - ей обязательно нужен клиент). Это явление носит название "проецирование DLL на адресное пространство процесса". И это не удивительно, если вспомнить тот факт, что процессор работает не только с регистрами, но и с адресами памяти. Поэтому каждому объекту DLL требуется свое место "под солнцем", чтобы иметь возможность быть выполненным при вызове. В конечном коде exe-файла, который генерирует компилятор, не будет инструкций процессора, соответствующих коду данной функции. Вместо этого будет сгенерирована инструкция вызова соответствующей функции (call). Так как DLL отображена на адресное пространство процесса, то код DLL будет легко доступен по call-вызову.

Формально, DLL - особым образом оформленный программный компонент, доступ к исполняемому коду которого приложение получает в момент старта (DLL неявной загрузки) или в момент использования (DLL явной и отложенной загрузки).

Что же касается физического представления на диске, то разница между dll- и exe-файлами небольшая. Как динамически линкуемые библиотеки, так и исполняемые модули приложений в Windows имеют формат Portable Executable (PE-файл), однако вы не можете "запустить" DLL-библиотеку на выполнение, как обычное приложение. В общем случае, файл, являющийся динамически загружаемой библиотекой, не обязан иметь расширение .dll. Например, известные файлы *.cpl - это не что иное, как DLL, используемые апплетом панели управления; *.ocx - DLL, содержащие внутрипроцессные (inproc) COM-объекты. Использование DLL не налагает­­ ограничений на используемый язык (точнее - почти не налагает!). Более того, как правило, DLL разрабатывается на другом языке программирования, нежели тот, который используется при ее загрузке.

Итак, DLL – своего рода программа – пишется на любом языке программирования (далее мы будем рассматривать примеры на Delphi ), в отличие от EXE не имеет главной функции main, а имеет несколько функций или процедур и секцию экспорта. Вместе с программным комплектом идут необходимые файлы для создания DLL для следующих сред Borland C Builder 4 (BCB4), Visual C 6.0(VC6), Visual C 2005(VC2k5), Delphi 7(Delphi7), Turbo Delphi 2006 Explorer (TD2006).

Соответственно для дальнейшей работы вам понадобится одна из этих сред,либо их более поздние версии. Далее будет рассматриваться работа в среде Turbo Delphi 2006 (данная среда разработки распространяется бесплатно, доступна для скачивания с сайта: http://cc.codegear.com/Free.aspx?id=24723 ).