Robocode系统实训项目实施方案.doc

Robocode系统实训项目实施方案一、项目Robocode简介 Robocode是一位IBM的工程师Mat Nelson用Java语言所创造的机器人战斗仿真引擎。Robocode不是一个完整游戏，它是个半成品，你所做的就是为你的机器人坦克编写智能程序，让它能够移动、进攻、防御、躲避、开火。只用几十行代码，就能立刻创造出一个简单但完整机器人，你可以立即将它装入Robocode 引擎中，再从Robocode 自带的那些水平不一的示例机器人中选取一个进行一番对战，还可以在网上下载由其他程序员编写的水平更高的机器人，与它们比试一下，看看自己的水平到底如何。 开发Robocode，也是一个极佳的学习Java 语言的过程。随着你的机器人的“智力”水平的提高，你的编程能力也就跟着水涨船高了。 二、项目目标通过Robocode系统的开发，要求学生：1、 进一步熟练java面向对象编程方法的设计与实现；2、 如何编写Java代码，如何处理Java中的事件，如何创建内部类；3、 全面实践软件工程项目，总结系统开发的基本方法与步骤；并就开发过程中遇到的问题以及解决的方法进行总结与归纳。三、具体实施通常玩的游戏不同的是：参赛者必须利用对机器人进行编程，给机器人设计智能来自动指挥它，而不是由键盘、鼠标简单地直接控制。Robocode是一种有趣的竞赛性编程，使用几行简单的代码，就能够让你创建一个活生生的机器人，一个真正的在屏幕上与其他机器人互相对抗的机器人。你可以看到它在屏幕上四处疾驰，碾碎一切挡道的东西。机器人配有雷达与火炮，选手在躲避对手进攻的同时攻击对手，以此来较量得分的多少。Robocode可以让你在娱乐的同时学习与提高Java技术。1、游戏安装 Robocode项目已经成为开源项目，Robocode可以 在Robocode首页下载 首页：/ （本项目教师已经下载完毕）提取自中国Robocode第一人，Wave技术的创始人iiley所写的Cigaret机器人中。，进入了解Robocode。/projects/robocode/files/ 下载Robocode在安装过程中，Robocode 将问您是否要使用这个外部的 Java VM 来编译机器人。您也可以选择使用作为 Robocode 分发包一部分而提供的 Jikes 编译器。2、游戏界面与基本角色当激活 Robocode 时，将看到两个相关的 GUI 窗口，这两个窗口构成了 Robocode 的 IDE：* 战场* Robot Editor 战场是机器人之间进行战斗直至分出胜负的场地。主要的仿真引擎被置于其中，并且允许在这里创建战斗、保存战斗以及打开新建的或现有的战斗。通过界面区域内的控件，可以暂停或继续战斗、终止战斗、消灭任何机器人个体或获取任何机器人的统计数据。此外，可以在此屏幕上激活 Robot Editor。Robot Editor 是一个定制的文本编辑器，它可以用于编辑生成机器人的 Java 源文件。在它的菜单里集成了 Java 编译器（用于编译机器人代码）以及定制的 Robot 打包器。由 Robot Editor 创建并成功编译的所有机器人都会处于战场上一个部署就绪的位置。（高手认为它所提供的文本编辑器不怎么好，最后还是用jb来编辑，只要在Requird Libraries 加入解压缩后的robocode.jar就可以了）Robocode 里的每个机器人都由一个或多个 Java 类构成。这些类可以被压缩成一个 JAR 包。为此，Robocode 的最新版本提供了一个可以在战场 GUI 窗口中激活的“Robot Packager”。图 2. 对 Robocode 机器人的详细分析Robocode 机器人是一个图形化的坦克，请注意，机器人有一门可以旋转的炮，炮上面的雷达也是可以旋转的。机器人坦克车（Vehicle）、炮（Gun）以及雷达（Radar）都可以单独旋转，也就是说，在任何时刻，机器人坦克车、炮以及雷达都可以转向不同的方向。缺省情况下，这些方向是一致的，都指向坦克车运动的方向。3、平台参数方向 - 整个战场是以屏幕正上角为0度，按顺时针排列，90，180，270.。 位置 - 整个战场的坐标是以屏幕左下角为原点，高为Y坐标，宽为X坐标。 距离 - 游戏中规定的距离是以像素(Pixels)点为单位，如果你把屏幕缩小了，那就是以缩小后的像素点为单位，反之就是放大后的像素点为单位。 时间 - 游戏中规定的时间是以帧（frame）或滴答(ticks)(有点像时钟滴答),或时间周期(turns),或单独的时间片（simply timeslices）为单位。 回合 比赛回合是比赛中由用户自己设置的比赛次数，默认值为10。 帧速 - 默认为30。 扫描 - 默认为无。 声音 - 默认为无。 4、游戏规则: （1）生命规则: 相撞损失：撞到墙时，生命点损伤度=Math.abs (velocity) * 0.5 -1。撞到另一个坦克时，移动停止，生命点损失6点，扣除积分1.2分。 击中损失：当子弹能量为1时，我们生命点损失=4 * power,如果子弹能量大于1，那么我们的生命损失+= 2 * (power-1)。 发射损失：如果我们的子弹打中别的坦克，我们可以从子弹那窃取到3*power的能量。 （2）炮弹规则: 子弹能量：子弹能量是通过函数getPower()得到的。它大于等于0.1，小于等于 3。 子弹速度：每一颗子弹有着自身的速度，这在处理敌人向你开炮前的移动策略可是很有帮助的。子弹的速度也和它的能量有关： speed = 20 - 3 * power。由于能量范围在0.1到3之间我们可求得子弹的速度范围：11 = bullet speed = 19.7。 （3）炮管规则: 旋转速率：炮管在每一个时间周期内旋转速率=20 度/帧(frame) 炮管热量：当我们开火时，炮管产生的热量由子弹开火时的能量决定。即:热量=1+(firepower/5), 利用函数 getGunHeat()可以得到炮管当时的热量，只有当getGunHeat恒等于0时，我们才能再次发射子弹。 冷却度：有热度当然就有冷却度，不冷却我们的炮管会永远不会开火的。系统设定的默认冷却速度是0.1/tick(时间周期)，我们可通过函数 getGunCoolingRate()得到这个参数值。 （4）雷达规则: 旋转速度：雷达以每时间周期45度的速度旋转。也即45 degrees/frame. 扫描面积: 雷达扫描是呈扇形的，它的开始位置到终止位置的长度大约为1200。只要我们放大屏幕可以通过眼睛估算出这个面积。 扫描排列：扫描到的数据有墙，目标，子弹等等。这些是按扫描距离来排列，从离雷达最近的物体开始到最后扫描到的物体。 （5）运行规则: 前进速度：坦克最大的速度(Velocity)为8，函数getVelocity()返回了坦克当前的速度。 加/减速度：加速度为 1 像素(pixel)/帧frame ,减速度为 2 pixel/frame。 参考公式： 设s为距离，Vt为终速度，Vo为初速度，t为时间,a为加速度： 位移公式 sVo*ta*t*t/2 速度公式 Vt Vo a*t 平均速度公式 v(Vt Vo)/2s/t 加速度公式 a(Vt Vo)/t (这些公式高一大家都学过吧?) （6）旋转规则: 旋转速度：机器人的旋转速度和当前的速度有关即旋转速度=10 - 0.75 * getVelocity()。 相互作用参数：雷达安装在炮上，炮安装在机器人上，它们会相互影响。如果我们向左转动炮管，而使雷达向右转动，那么雷达只会向右转动(45-20) =25度;如果两者都向右转动，雷达将向右转（45+20）=65度。同样的道理炮和机器人也是方向同相加，方向反相减。 5、积分规则: Robot Name - 机器人的名字; Total Scroe - 为这次比赛你的总共得分; Survival - 是你存活率的得分; Last Survivor Bonus：你是赢的次数相对对手的分红得分; Bullet Dmg：是你的子弹损失得分也即发射的子弹数的得分; Bonus：是子弹数的分红得分; Ram Dmg *2是你的撞击得分; Bonus:是你撞击得分分红; 最后两项Survival 1sts，是你赢的次数，不算做分数。 所有分数加起来就是你的总分。记住在联赛并不是总分越高越好，它是算综合平均分的。其中撞击分和子弹损失分就要越少越好。你如果观察两大高手比赛的记分牌，你会发现他们的Ram Dmg 和Ram Dmg中的Bonus一般都为0。 6、基本术语在细究API之前，让我们先来了解一些术语。机器人基本上是一些小型的坦克。这些坦克可以旋转，向前或向后移动。它们的顶部有一个用于射击的火炮。在火炮上面还有一个雷达系统，用于侦测其它机器人。机器人的底盘、火炮和雷达系统都可以独立运动，也可以相互“锁定”，一起移动。换句话说，如果将雷达向下锁定，那么它将随火炮一起移动；如果火炮向下锁定，它将随机器人的底盘一起移动。下面是一些你在编写机器人之初用的最多的方法函数： ahead()， back() 向前和向后移动 fire() 开火 setAdjustGunForRobotTurn() 控制火炮是否向下锁定 setAdjustRadarForGunTurn() 控制雷达是否向下锁定 turnRight()， turnLeft() 实现机器人的旋转 turnGunRight()， turnGunLeft() 旋转火炮 turnRadarLeft()， tu