老文档：Behavior module

Overview

dancer-behavior 是我们的策略模块，其主要由以下组件组成：

  • btree: 行为树 (Behavior Tree)，是我们策略的高层抽象
  • core: 基于 btree 模块，并且与我们机器人的实际相结合的底层抽象
  • role: 机器人的角色，如 Striker、Defender 等
  • skill: 机器人的技能，包含了头部与身体的技能。如 SeekBall、Kick 等
  • util: 一些实用函数或者封装

整个策略模块的运转流程如下：

  1. 初始化，读取 Parameter Server 中的参数，并设定初始 Role
  2. 通过 ROS Topic 的订阅，接收视觉、步态、裁判盒以及队友的信息，并保存于 DBlackboard 中
  3. 若下位机已经开机，则根据当前的 Role 与 DBlackboard 中的信息，执行对应的 Skill。
  4. Skill 在执行完毕之后，会产生对应的身体动作 BodyCommand 与头部动作 HeadCommand，两者合成 ActionCommand，并通过 ROS Topic 发送给步态模块 dancer-motion
  5. 一个运行周期结束，重复步骤 1-4

补充说明

  1. Voronoi 区域计算
    通过 voronoi_region 属性计算机器人在场上的最优区域，用于辅助团队协作与位置分配。
  2. 团队协作
    通过 update_team_info 和 check_team_info 方法实现团队信息共享与任务分配，提升整体协同效率。
  3. 状态管理
    通过 set_state 方法管理不同的行为状态，以支持机器人在不同场景下的动作切换。
  4. 异常处理
    对下位机连接状态、球的可见性等关键运行信息进行监控和处理，确保系统运行的稳定性与可靠性。

Behavior Tree

📘 参考 Wiki：
Behavior Trees Wiki（点击查看） btree 是该文章的完整实现。 在 Wiki 中需要重点关注的概念主要有：

  1. Leaf Task：Action 与 Condition
  2. Branch Task：Sequence、Selector 与 Parallel
  3. Decorator 了解了基本概念之后，可以查看 dancer-behavior/src/dbehavior/btree 中的示例。

Core

core 组件主要有以下几个类：

  • DBlackboard: 主要负责订阅、保存与更新整个模块相关的参数。可以理解为一块写满了东西的黑板。
  • Role: 作为角色的基类，目前没有特殊功能。
  • Skill: 作为技能的基类，其中包含了一些基础的动作，以及对 DBlackboard 的访问

Role

role 组件中主要有以下角色：

  • Striker:
  • Defender:
  • GoalKeeper:
  • Supporter:
  • Game:
  • Dummy:
  • Foo:
  • Fake:
  • PenaltyKicker:
  • Normal：

Skill

skill 组件中包含了许多常用技能。

前置知识

关于行为树的基础知识，可以阅读下列文档： http://www.aisharing.com/archives/90 但是这个版本的行为树与机器人代码中的有差异，仅供初步了解。

若要进一步了解并调试机器人，请务必阅读下面的文档： https://github.com/libgdx/gdx-ai/wiki/Behavior-Trees

代码组成

类的继承关系

graph TD classDef L1 fill:#2B3A35,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L2 fill:#6C9A8C,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L3 fill:#A3C3B2,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L4 fill:#D8D8D8,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; Task --> Leaf Task --> BehaviorTree Task --> Branch Task --> Decorator Leaf --> ConditionLeaf Leaf --> Skill Branch --> DGS Branch --> Parallel Branch --> SingleRunningChildBranch SingleRunningChildBranch --> Sequence SingleRunningChildBranch --> Selector Decorator --> LoopDecorator class Task L1; class Leaf,BehaviorTree,Branch,Decorator L2; class ConditionLeaf,Skill,DGS,Parallel,SingleRunningChildBranch,LoopDecorator L3; class Sequence,Selector L4;

Leaf

__init__ 列举了所有状态，状态被用作 condition:

  • robot_status
    • 硬件
    • 进场状态
  • ball_status
    • 有没有看到
    • 在哪个位置
    • 离机器人的位置
  • gc_status
    • 裁判盒发不同指令的情形
  • team_status
    • MateAttacking：队友正在进攻
    • MateBallHandling：队友正在处理球
    • TeamBallSeen：至少有一个队员看到球
  • field_status
    • CircleSeen：看到中圈
    • GoalSeen：看到球门

DBlackboard (dblackboard.py)

graph LR classDef L1 fill:#2B3A35,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L2 fill:#6C9A8C,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; subgraph DBlackboard属性 队伍共用信息 已定义行为 其他模块信息 位置和丢失时间 --> 进攻目标 位置和丢失时间 --> 中圈 位置和丢失时间 --> 球 位置和丢失时间 --> 球门 踢球状态 守门员状态 连接情况 --> 操纵杆 连接情况 --> 裁判盒 连接情况 --> 下位机 发布者定义 --> 动作指令 发布者定义 --> 行为信息 订阅者定义 --> 操纵杆 订阅者定义 --> 队友 订阅者定义 --> 裁判盒 订阅者定义 --> 视觉 订阅者定义 --> 步态 订阅者定义 --> 配置参数 end subgraph DBlackboard方法 发布者发布消息 打印初始参数和图形化的各角色位置 重置动作指令_行为信息_当前角色_上次踢球距今时间_下位机连接["重置动作指令、行为信息、当前角色、上次踢球距今时间、下位机连接"] end style DBlackboard属性 fill:transparent,stroke:#333,stroke-width:1px,stroke-dasharray: 5 5; style DBlackboard方法 fill:transparent,stroke:#333,stroke-width:1px,stroke-dasharray: 5 5; class 队伍共用信息,已定义行为,其他模块信息,位置和丢失时间,踢球状态,守门员状态,连接情况,发布者定义,订阅者定义,发布者发布消息,打印初始参数和图形化的各角色位置,重置动作指令_行为信息_当前角色_上次踢球距今时间_下位机连接 L1; class 进攻目标,中圈,球,球门,操纵杆,裁判盒,下位机,动作指令,行为信息,队友,视觉,步态,配置参数 L2;

Role 各角色执行逻辑

行为树图例

任务 (Task) 是行为树的基本单位，行为树的任意子树（包括整棵树和任一叶子节点）都是一个任务。（可参考上面的“继承关系”）

  • Guard: 技能的进入条件
  • Exit: 技能的退出条件
  • 机器人技能: (简单技能和复杂技能均用浅蓝色框表示)
  • Branch: 枝干节点，决定子任务的执行顺序
    • DGS (DynamicGuardSelector): 执行第一个 Guard 为 True 的子任务，执行成功后重置
    • P (Parallel): 依次运行所有子任务
    • SI (Selector): 依次执行子任务，有一个成功执行即返回 Succeed；均失败则返回 Fail
    • Sq (Sequence): 依次执行子任务，有一个失败即返回 Fail；均成功则返回 Succeed
  • Decorator: 修饰器，修饰子任务的执行结果
    • Inv (Inverse): 反转真值，True->False, False->True
  • 决定复合条件的返回值: 叫 Guard，但是 Guard 和 Exit 通用
    • GSI (GuardSelector): 子条件有一个为 True 就为 True
    • GSq (GuardSequence): 子条件均为 True 才为 True

Game

graph TD classDef L1 fill:#2B3A35,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L2 fill:#6C9A8C,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L3 fill:#A3C3B2,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L4 fill:#D8D8D8,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L5 fill:#F8F2E5,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L6 fill:#D9C8B4,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L7 fill:#BEC0B4,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; Game --> DGS_Game[DGS] DGS_Game -->|Guard| LowerBoardReconnected[LowerBoard Reconnected] DGS_Game -->|Guard| MotionReStable[Motion ReStable] DGS_Game -->|Guard| Inv_GCLost{Inv} Inv_GCLost --> GCLost[GCLost] DGS_Game --> playing_role[playing_role] LowerBoardReconnected --> P_LBR[P] P_LBR --> PrepareIMU[PrepareIMU] P_LBR --> DGS_Init[DGS] DGS_Init --> InitialParticles[Initial Particles] DGS_Init --> ResetPos[ResetPos] MotionReStable --> ScanFieldNew1[ScanFieldNew] playing_role --> GCPlay[GCPlay
playing_role] GCPlay --> DGS_GCPlay[DGS] DGS_GCPlay --> GCPenaltyShoot[GC PenaltyShoot] GCPenaltyShoot --> PenaltyShoot[PenaltyShoot] DGS_GCPlay --> GCFreeKick[GC FreeKick] GCFreeKick --> FreeKick[FreeKick] DGS_GCPlay --> GCFinished[GC Finished] GCFinished --> P_Finished[P] P_Finished --> Do_ScanField1[Do] Do_ScanField1 --> ScanField1[ScanField] DGS_GCPlay --> GCInitialEntry[GC InitialEntry] GCInitialEntry --> InitialEntry[InitialEntry] DGS_GCPlay --> GSq_ReEntry[GSq] GSq_ReEntry --> GCReEntry[GC ReEntry] GSq_ReEntry --> Inv_BallSeen1{Inv} Inv_BallSeen1 --> GSI_BallSeen[GSI] GSI_BallSeen --> BallSeen1[BallSeen] GSI_BallSeen --> TeamBallSeen1[Team BallSeen] GSq_ReEntry --> ReEntry[ReEntry] DGS_GCPlay --> GCKickOff[GCKickOff SupporterDelay] GCKickOff --> GoFuckPos[GoFuckPos] DGS_GCPlay --> GCNonKickOff[GCNonKickOff Playing] GCNonKickOff --> FindBall1[FindBall] DGS_GCPlay --> GCNormalPlaying[GCNormal Playing] GCNormalPlaying --> playing_role2[playing_role] DGS_GCPlay --> P_Scan[P] P_Scan --> Do_ScanField2[Do] Do_ScanField2 --> ScanField2[ScanField] class Game L1; class DGS_Game L2; class LowerBoardReconnected,MotionReStable,Inv_GCLost,playing_role L3; class P_LBR,ScanFieldNew1,GCLost,GCPlay L4; class PrepareIMU,DGS_Init,DGS_GCPlay L5; class InitialParticles,ResetPos,GCPenaltyShoot,GCFreeKick,GCFinished,GCInitialEntry,GSq_ReEntry,GCKickOff,GCNonKickOff,GCNormalPlaying,P_Scan L6; class PenaltyShoot,FreeKick,P_Finished,InitialEntry,GCReEntry,Inv_BallSeen1,ReEntry,GoFuckPos,FindBall1,playing_role2,Do_ScanField2 L7; class Do_ScanField1,GSI_BallSeen,ScanField2 L7; class ScanField1,BallSeen1,TeamBallSeen1 L7;

GoalKeeper

graph TD classDef L1 fill:#2B3A35,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L2 fill:#6C9A8C,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L3 fill:#A3C3B2,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L4 fill:#D8D8D8,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L5 fill:#F8F2E5,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L6 fill:#D9C8B4,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; GoalKeeper --> DGS_GK[DGS] DGS_GK --> LowerBoardReconnected_GK[LowerBoard Reconnected] LowerBoardReconnected_GK --> P_LBR_GK[P] P_LBR_GK --> PrepareIMU_GK[PrepareIMU] P_LBR_GK --> InitialParticles_GK[Initial Particles] DGS_GK --> DGS_GK_Main[DGS] DGS_GK_Main --> GSq_Save[GSq] GSq_Save --> BallInDanger[Ball InDanger] GSq_Save --> GoalieReadyToSave[Goalie ReadyToSave] GSq_Save --> SaveBall[SaveBall] DGS_GK_Main --> GSI_Attack[GSI] GSI_Attack --> BallInGoalieAttackZone[BallInGoalie AttackZone] GSI_Attack --> Kicking1[Kicking] GSI_Attack --> P_Attack[P] P_Attack --> Attack[Attack] P_Attack --> GoalKeeperBrain[GoalKeeper Brain] DGS_GK_Main --> BallOutOfGoalieAttackZone[BallOutOf GoalieAttackZone] BallOutOfGoalieAttackZone --> GSq_Track[GSq] GSq_Track --> Inv_Kicking{Inv} Inv_Kicking --> Kicking2[Kicking] GSq_Track --> TrackBall1[TrackBall] DGS_GK_Main --> BallSeen_GK[BallSeen] BallSeen_GK --> P_TrackGK[P] P_TrackGK --> TrackBall2[TrackBall] P_TrackGK --> GoalKeeperStayHome1[GoalKeeper StayHome] DGS_GK_Main --> P_ScanHome[P] P_ScanHome --> GoalKeeperScan[GoalKeeper Scan] P_ScanHome --> GoalKeeperStayHome2[GoalKeeper StayHome] class GoalKeeper L1; class DGS_GK L2; class LowerBoardReconnected_GK,DGS_GK_Main L3; class P_LBR_GK,GSq_Save,GSI_Attack,BallOutOfGoalieAttackZone,BallSeen_GK,P_ScanHome L4; class PrepareIMU_GK,InitialParticles_GK,BallInDanger,GoalieReadyToSave,SaveBall,BallInGoalieAttackZone,Kicking1,P_Attack,GSq_Track,P_TrackGK,GoalKeeperScan,GoalKeeperStayHome2 L5; class Attack,GoalKeeperBrain,Inv_Kicking,TrackBall1,TrackBall2,GoalKeeperStayHome1,Kicking2 L6;

Skill 各种技能

简单技能

复杂技能的技能树

AssistBall (assist.py)

助攻

graph TD classDef L1 fill:#2B3A35,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L2 fill:#6C9A8C,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L3 fill:#A3C3B2,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L4 fill:#D8D8D8,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L5 fill:#F8F2E5,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; AssistBall --> P_Assist[P] P_Assist --> DGS_Assist1[DGS] P_Assist --> DGS_Assist2[DGS] DGS_Assist1 --> GotOutOfAssist[GotOutOfAssist] DGS_Assist1 --> GotAssist[GotAssist] GotOutOfAssist --> GoToAssistPoint[GoToAssistPoint] GotAssist --> GoToAssistPoint DGS_Assist2 --> BallSeen[BallSeen] BallSeen --> TrackBall[TrackBall] DGS_Assist2 --> FindBall[FindBall] class AssistBall L1; class P_Assist L2; class DGS_Assist1,DGS_Assist2 L3; class GotOutOfAssist,GotAssist,BallSeen,FindBall L4; class GoToAssistPoint,TrackBall L5;

class AssistBall(Parallel): 总任务

class GoToAssistPoint(Skill) 根据球的位置和机器人角色计算出助攻点，并让机器人走过去

Properties: 助攻半径 assist_radius (r)，传球距离 pass_dis，远离标准 far_from_ball，是否踢球 shoot_ball

Communication:

  1. from vision: 机器人位置 robot_pos

Method:

  1. 先计算出球的全局位置，设定进攻目标点，算出目标点指向球的矢量。
  2. 随后分角色处理：GoalKeeper 不助攻；Defender 去球被敌方推进到的下一个位置下方 r 处，不踢球；对于 Supporter 和 Striker，如果球离球门较远，去球的前面（有什么用？）；离球门较近时，去球的后面。Striker 去球的下方，Supporter 去球的上方。
  3. 若机器人已经在助攻点，则原地不动；若不在，则发送去助攻点的动作指令。

class GotAssist(ConditionLeaf) 到达助攻点。

class GotOutOfAssist(ConditionLeaf) 不在助攻点。

Strike

graph TD classDef L1 fill:#2B3A35,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L2 fill:#6C9A8C,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L3 fill:#A3C3B2,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L4 fill:#D8D8D8,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L5 fill:#F8F2E5,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L6 fill:#D9C8B4,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L7 fill:#BEC0B4,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; Strike --> P_Strike[P] P_Strike --> StrikerBrain[StrikerBrain] P_Strike --> DGS_Strike[DGS] DGS_Strike --> GSI_Attack[GSI] GSI_Attack --> BallSeen_S1[BallSeen] GSI_Attack --> TeamBallSeen_S[Team BallSeen] GSI_Attack --> Kicking_S[Kicking] GSI_Attack --> Attack_S[Attack] Attack_S --> DGS_Attack[DGS] DGS_Attack --> MateBallHandling[MateBallHandling] MateBallHandling --> AssistBall_S[AssistBall] AssistBall_S --> P_Assist[P] P_Assist --> DGS_Assist1[DGS] DGS_Assist1 --> GotOutOfAssist[GotOutOfAssist] DGS_Assist1 --> GotAssist[GotAssist] GotOutOfAssist --> GoToAssistPoint[GoToAssistPoint] GotAssist --> GoToAssistPoint P_Assist --> DGS_Assist2[DGS] DGS_Assist2 --> BallSeen_A[BallSeen] BallSeen_A --> TrackBall_A[TrackBall] DGS_Assist2 --> FindBall_A[FindBall] DGS_Attack --> KickSuccess[KickSuccess] KickSuccess --> AfterAttack[AfterAttack] DGS_Attack --> AttackBall_S[AttackBall] AttackBall_S --> DGS_AB[DGS] DGS_AB --> Kicking_AB[Kicking] Kicking_AB --> KickHead_AB[KickHead] DGS_AB --> P_AB[P] P_AB --> GoKick_AB[GoKick] P_AB --> TrackBall_AB[TrackBall] DGS_Strike --> BallLostResent[BallLost Resent] BallLostResent --> FindLastBall_S[FindLastBall] FindLastBall_S --> Sq_FLB[Sq] Sq_FLB --> P_FLB[P] P_FLB --> ScanFieldDown1[ScanField Down] Sq_FLB --> GoToLastBall[GoTo LastBall] Sq_FLB --> ScanFieldDown2[ScanField Down] Sq_FLB --> TurnAround[Turn Around] Sq_FLB --> ScanFieldDown3[ScanField Down] DGS_Strike --> GSq_ReEntry[GSq] GSq_ReEntry --> ReEntrying[ReEntrying] GSq_ReEntry --> Inv_BallSeen{Inv} Inv_BallSeen --> BallSeen_S2[BallSeen] GSq_ReEntry --> P_ReEntry[P] P_ReEntry --> GoToInitPos[GoToInitPos] P_ReEntry --> FindBall_S[FindBall] DGS_Strike --> SeekBall_S[SeekBall] SeekBall_S --> DGS_Seek[DGS] DGS_Seek --> BallSeen_Seek[BallSeen] BallSeen_Seek --> TrackBall_Seek[TrackBall] DGS_Seek --> Sq_Seek[Sq] Sq_Seek --> ScanFieldDown_Seek[ScanField Down] Sq_Seek --> TurnAround_Seek[Turn Around] class Strike L1; class P_Strike L2; class StrikerBrain,DGS_Strike L3; class GSI_Attack,BallLostResent,GSq_ReEntry,SeekBall_S L4; class BallSeen_S1,TeamBallSeen_S,Kicking_S,Attack_S,FindLastBall_S,ReEntrying,Inv_BallSeen,P_ReEntry,DGS_Seek L5; class DGS_Attack,Sq_FLB,BallSeen_S2,GoToInitPos,FindBall_S,BallSeen_Seek,Sq_Seek L6; class MateBallHandling,KickSuccess,AttackBall_S,P_FLB,GoToLastBall,ScanFieldDown2,TurnAround,ScanFieldDown3,TrackBall_Seek,ScanFieldDown_Seek,TurnAround_Seek L7; class AssistBall_S,AfterAttack,DGS_AB,ScanFieldDown1 L7; class P_Assist,Kicking_AB,P_AB L7; class DGS_Assist1,DGS_Assist2,KickHead_AB,GoKick_AB,TrackBall_AB L7; class GotOutOfAssist,GotAssist,BallSeen_A,FindBall_A L7; class GoToAssistPoint,TrackBall_A L7;

Defend

graph TD classDef L1 fill:#2B3A35,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L2 fill:#6C9A8C,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L3 fill:#A3C3B2,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L4 fill:#D8D8D8,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L5 fill:#F8F2E5,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L6 fill:#D9C8B4,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L7 fill:#BEC0B4,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; Defend --> P_Defend[P] P_Defend --> DefenderBrain[DefenderBrain] P_Defend --> SimpleDefendBall[Simple DefendBall] SimpleDefendBall --> DGS_Defend[DGS] DGS_Defend --> BallInDefendZone1[BallIn DefendZone] BallInDefendZone1 --> DGS_BIDZ[DGS] DGS_BIDZ --> GSI_BIDZ[GSI] GSI_BIDZ --> BallSeen_D1[BallSeen] GSI_BIDZ --> TeamBallSeen_D[Team BallSeen] GSI_BIDZ --> Kicking_D[Kicking] GSI_BIDZ --> Attack_D[Attack] DGS_BIDZ --> SeekBall_D[SeekBall] DGS_Defend --> BallOutOfDefendZone[BallOutOf DefendZone] BallOutOfDefendZone --> GotOutOfInitPos[GotOutOf InitPos] GotOutOfInitPos --> P_GOOIP[P] P_GOOIP --> DGS_GOOIP[DGS] DGS_GOOIP --> BallSeen_D2[BallSeen] BallSeen_D2 --> TrackBall_D1[TrackBall] DGS_GOOIP --> ScanFieldDown_D1[ScanField Down] P_GOOIP --> GoToInitPos[GoTo InitPos] DGS_Defend --> BallInDefendZone2[BallIn DefendZone] BallInDefendZone2 --> GSI_BIDZ2[GSI] DGS_Defend --> GotInitPos[Got InitPos] GotInitPos --> BallSeen_D3[BallSeen] BallSeen_D3 --> TrackBall_D2[TrackBall] DGS_Defend --> ScanFieldDown_D2[ScanField Down] class Defend L1; class P_Defend L2; class DefenderBrain,SimpleDefendBall L3; class DGS_Defend L4; class BallInDefendZone1,BallOutOfDefendZone,BallInDefendZone2,GotInitPos,ScanFieldDown_D2 L5; class DGS_BIDZ,GotOutOfInitPos,GSI_BIDZ2,BallSeen_D3 L6; class GSI_BIDZ,SeekBall_D,P_GOOIP,TrackBall_D2 L7; class BallSeen_D1,TeamBallSeen_D,Kicking_D,Attack_D,DGS_GOOIP,GoToInitPos L7; class BallSeen_D2,ScanFieldDown_D1 L7; class TrackBall_D1 L7;

SeekBall (seek_ball.py)

找球

class SeekBall(DynamicGuardSelector) 总任务。

class TurnAround(Skill) 机器人整体转过一个目标角后停止。

Properties:

  • 起始角 started_angle 初始化为机器人面对的方向
  • 转过的角 TARGET_ANGLE_DELTA
  • 目标角 target_angle，上面两者之和

Method: 机器人整体转过一个目标角后停止。

class TurnTo(Skill) 机器人整体转到一个目标角后停止。

class ScanField(Skill) 依次扫描一个列表中的所有点。其他含有 ScanField 的类均为其子类，仅用于修改 properties 的水平。

Properties:

  • 在一个点的停留时间 timeout
  • 计时器 timer = Timer(timeout)
  • gaze_plats：扫描点列表，实际为 [VecPos(15, 75), VecPos(15, 50), VecPos(15, 25), VecPos(15, 0), VecPos(15, -25), VecPos(15, -50), VecPos(15, -75)]
  • 迭代器 iter
  • 当前扫描点 cur_plat
  • 是否保持观察 keep
  • 头的转速 pitch_speed

Methods: ??? 转头以看向 gaze_plats 的一个点，如果已经到了，则计一段 timeout 时间，到时间后将当前扫描点改为下一个。若扫描到最后一个点，则反转 gaze_plats 元素顺序继续扫描。

class TrackBall(Skill) 通过旋转头部保证球在机器人视野中央。

Properties: 阈值 self.TRACK_THRESH，头的转速 self.speed

Communication:

  1. From vision: 球相对机器人的位置 ball_field，以及由此位置算出的头部追踪俯仰角 track (确实是在 vision 算的)
  2. From motion: 头部当前俯仰角 cur_plat

Method: 若 ball_field 在中央，则固定；若不在中央，比较 cur_plat 和 track，要求它们的差距在阈值内，否则通过 look_at 修改动作指令 action_cmd.headCmd 以调整。

class GoToLastBall(Skill) 若此时看不到球，则去最后一次看到球的位置

Properties: 阈值 self.TRACK_THRESH (没用到)

Communication: 通过 goto_global 修改动作指令 action_cmd.bodyCmd

Method: 若此时看不到球，则去 dblackboard 上保存的最后一次看到球的位置，若没有这一位置则报错。

class FindBall(DynamicGuardSelector) 看到球则头跟着球转，看不到则扫描场地来找球

graph TD classDef L1 fill:#2B3A35,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L2 fill:#6C9A8C,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L3 fill:#A3C3B2,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L4 fill:#D8D8D8,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; FindBall --> DGS_FB[DGS] DGS_FB --> BallSeen_FB[BallSeen] BallSeen_FB --> TrackBall_FB[TrackBall] DGS_FB --> Inv_BallSeen_FB{Inv} Inv_BallSeen_FB --> ScanFieldDown[ScanFieldDown] class FindBall L1; class DGS_FB L2; class BallSeen_FB,Inv_BallSeen_FB L3; class TrackBall_FB,ScanFieldDown L4;

class FindLastBall(Sequence) 一边扫描场地一边去最后一次看到球的位置。过去之后扫描场地，转身，再扫描场地

graph TD classDef L1 fill:#2B3A35,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L2 fill:#6C9A8C,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L3 fill:#A3C3B2,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L4 fill:#D8D8D8,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; FindLastBall --> Sq_FLB[Sq] Sq_FLB --> P_FLB[P] P_FLB --> ScanFieldDown1[ScanField Down] Sq_FLB --> GoToLastBall[GoTo LastBall] Sq_FLB --> ScanFieldDown2[ScanField Down] Sq_FLB --> TurnAround[Turn Around] Sq_FLB --> ScanFieldDown3[ScanField Down] class FindLastBall L1; class Sq_FLB L2; class P_FLB,GoToLastBall,ScanFieldDown2,TurnAround,ScanFieldDown3 L3; class ScanFieldDown1 L4;

AttackBall (attack_ball.py && kick.py)

graph TD classDef L1 fill:#2B3A35,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L2 fill:#6C9A8C,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L3 fill:#A3C3B2,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L4 fill:#D8D8D8,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; AttackBall --> DGS_AB[DGS] DGS_AB --> Kicking_AB[Kicking] Kicking_AB --> KickHead_AB[KickHead] DGS_AB --> P_AB[P] P_AB --> GoKick_AB[GoKick] P_AB --> TrackBall_AB[TrackBall] class AttackBall L1; class DGS_AB L2; class Kicking_AB,P_AB L3; class KickHead_AB,GoKick_AB,TrackBall_AB L4;

class AttackBall(DynamicGuardSelector) 总任务

class AfterAttack(Parallel) 先回到正常站立状态，再接着找球

class KickBrain(Skill) (未被调用)

class EnableKick(Condition) (未被调用)

class KickHead(Skill) 踢球时头部动作。 看向 pitch=15, yaw=0 的位置，同时调用 self.bb.set_state(‘kicking’)。

class GoKick(Skill) 朝球走过去并踢球。

Communication:

  1. From vision: 球的全局位置 ball_global

Method: 从 dblackboard 获取进攻目标点 attack_target。计算 ball->target 矢量及其方位角，方位角作为踢球方向。将球的位置和踢球方向用 action_generator.dribble 生成动作指令. class KickSide(Skill) (未被调用) 朝左/右踢球(传给队友)

GoalKeeper (goal_keeper.py)

class GoalKeeper(Role) 总任务

class GoalKeeperBase() 守门员所在的禁区信息

Properties:

  • attack_margin: 表示球相对于球门区域的位置，守门员应该进攻的位置。它是一个 VecPos 对象，具有 x 和 y 坐标。
  • attack_margin_hys: 表示添加到进攻边界的滞后值。
  • home_pos: 表示守门员的待命位置。
  • home_x 和 home_y: 表示等待的距离到球门线的距离。
  • home_dis_max 和 home_angle_max: 表示等待的最大可接受距离和角度。
  • home_dis_max_hys 和 home_angle_max_hys: 表示最大可接受距离和角度的滞后值。
  • next_state_size 和 next_state: 表示用于平滑下一个状态变化的缓冲区的长度和存储下一个状态的 deque。
  • ball_ignore_x: 表示守门员应忽略球的 x 坐标位置。
  • ball_ignore_x_hys: 表示忽略球的滞后距离。
  • align_tol: 表示将守门员位置与最佳点对齐的容差值。
  • kick_dis_max: 表示对于最大射门距离。
  • target: 表示守门员的目标位置。
  • target_smoothing_coff: 表示用于平滑目标位置的系数。
  • margin_xy: 表示从放置者得到的值。
  • state: 表示守门员当前的状态。
  • timer: 表示计时器对象。
  • home_pos: 表示守门员的待命位置。

Method: buffered_set_state(self, state) 向状态队列里添加新状态

class BallInDanger(ConditionLeaf) 测一下场地上球的加速度？ 默认草地上球的加速度为 70cm/s^2 (可以灵活调整，加速度绝对值越小 BallInDanger 越容易为 True) 计算出机器人在 2s 反应时间后作出反应时球到达的 x 位置，若 x 为负，则返回 True。

class GoalieReadyToSave(ConditionLeaf, GoalKeeperBase) 若机器人在球门前方 (y 坐标在球门宽度范围内) 且面朝球门外侧，则返回 True。 算出了待命位置的全局坐标赋给 home_pos，但不在这里用到。

class SaveBall(Skill)

if ballv.x > -15:
    return Status.RUNNING

通过球的速度和在机器人坐标系中的位置，计算出球到机器人坐标系 y 轴时的 y 坐标，来决定向左倒/向右倒/正面防守。如果 y 坐标大于 2000，执行向左倒，如果 y 坐标小于 -2000，执行向右倒，否则，执行正面防守，正面防守会调用 goalie_mid() 动作。结束 Saveball，DGS 会接着选取 Attack 来防守。

Graph1 SaveBall

graph TD classDef L1 fill:#2B3A35,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L2 fill:#6C9A8C,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; GSq_Save[GSq] --> BallInDanger[Ball InDanger] GSq_Save --> GoalieReadyToSave[Goalie ReadyToSave] GSq_Save --> SaveBall[SaveBall] class GSq_Save L1; class BallInDanger,GoalieReadyToSave,SaveBall L2;

class BallInGoalieAttackZone(ConditionLeaf) 判断球是否在守门员的攻击区域，在condition()方法中，主要使用球的全局位置做判断。

class BallOutOfGoalieAttackZone(ConditionLeaf) 用球的全局位置算

class GoalKeeperBrain(Skill) 与 StrikerBrain/DefenderBrain 类似，但目标点不同： 默认为 VecPos(0, 300)，以避免踢到对方进攻队员身上。若球偏离场地 x 轴达到一定程度，则目标点也朝同一方向偏移一些。

Graph2 Attack

graph TD classDef L1 fill:#2B3A35,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L2 fill:#6C9A8C,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L3 fill:#A3C3B2,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L4 fill:#D8D8D8,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef note fill:#f9d0c4,stroke:#333,stroke-width:1px; Branch(( )) --> GSI_Attack[GSI] Branch(( )) --> BallOutOfGoalieAttackZone[BallOutOf GoalieAttackZone] Branch(( )) --> Kicking_Top[Kicking] GSI_Attack --> BallInGoalieAttackZone[BallInGoalie AttackZone] GSI_Attack --> Kicking_GSI[Kicking] GSI_Attack --> P_Attack[P] P_Attack --> Attack[Attack] P_Attack --> GoalKeeperBrain[GoalKeeper Brain] BallOutOfGoalieAttackZone --> GSq_Attack[GSq] Kicking_Top --> Inv_Kicking{Inv} Inv_Kicking --> GSq_Attack GSq_Attack --> TrackBall[TrackBall] Note["! ! Kicking
的真值条件
有待确定"]:::note -.-> Kicking_Top class Branch L1; class GSI_Attack,BallOutOfGoalieAttackZone,Kicking_Top L2; class BallInGoalieAttackZone,Kicking_GSI,P_Attack,GSq_Attack,Inv_Kicking L3; class Attack,GoalKeeperBrain,TrackBall L4;

class GoalKeeperStayHome(DynamicGuardSelector) 这部分的总任务，保证守门员在没有其他任务的条件下回到待命点，见下图。

Graph3 Others

graph TD classDef L1 fill:#2B3A35,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L2 fill:#6C9A8C,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L3 fill:#A3C3B2,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L4 fill:#D8D8D8,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; P_Main[P] --> BallSeen[BallSeen] BallSeen --> P_Track[P] P_Track --> TrackBall[TrackBall] P_Track --> GoalKeeperStayHome1[GoalKeeper StayHome] P_Main --> GoalKeeperScan[GoalKeeper Scan] P_Main --> GoalKeeperStayHome2[GoalKeeper StayHome] GoalKeeperStayHome2 --> GotOutOfGoalKeeperHomePos[GotOutOf GoalKeeper HomePos] GoalKeeperStayHome2 --> GotGoalKeeperHomePos[Got GoalKeeper HomePos] GotOutOfGoalKeeperHomePos --> GoalKeeperGoHome[GoalKeeper GoHome] class P_Main L1; class BallSeen,GoalKeeperScan,GoalKeeperStayHome2 L2; class P_Track,GotOutOfGoalKeeperHomePos,GotGoalKeeperHomePos L3; class TrackBall,GoalKeeperStayHome1,GoalKeeperGoHome L4;

class GoalKeeperScan(ScanField) 是 ScanField 的子类，提供了新的一些扫描点，父类 ScanField 请参阅 SeekBall 技能。

class GoalKeeperGoHome(Walk, GoalKeeperBase) 回到待命点。

class GotGoalKeeperHomePos(ConditionLeaf, GoalKeeperBase) 主要检查距离和角度是否在允许范围内。

class GotOutOfGoalKeeperHomePos(ConditionLeaf, GoalKeeperBase) 不在待命点或面朝球门内侧。

class GoalKeeperAlign(GoalKeeperBase)

class KeepGoal(DynamicGuardSelector)

class KeepGoalLogic(Parallel)

Util utility 多功能工具包

action_generator: 指令生成器

parameter: 不连裁判盒的情况

Striker & Supporter

graph TD classDef L1 fill:#2B3A35,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L2 fill:#6C9A8C,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L3 fill:#A3C3B2,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L4 fill:#D8D8D8,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L5 fill:#F8F2E5,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; Striker[Striker / Supporter] --> DGS_SS[DGS] DGS_SS --> LowerBoardReconnected[LowerBoard Reconnected] LowerBoardReconnected --> P_LBR[P] P_LBR --> PrepareIMU[PrepareIMU] P_LBR --> InitialParticles[Initial Particles] DGS_SS --> IMUInitialized[IMUInitialized] IMUInitialized --> Sq_IMU[Sq] Sq_IMU --> Wait[Wait 1] Sq_IMU --> EntryScanField[Entry ScanField] DGS_SS --> GSq_ReEntry[GSq] GSq_ReEntry --> ReEntrying[ReEntrying] GSq_ReEntry --> Inv_BallSeen{Inv} Inv_BallSeen --> BallSeen[BallSeen] GSq_ReEntry --> P_ReEntry[P] P_ReEntry --> GoToInitPos[GoTo InitPos] P_ReEntry --> FindBall[FindBall] DGS_SS --> MotionReStable[Motion ReStable] MotionReStable --> ScanFieldNew[ScanFieldNew] DGS_SS --> Strike[Strike] class Striker L1; class DGS_SS L2; class LowerBoardReconnected,IMUInitialized,GSq_ReEntry,MotionReStable,Strike L3; class P_LBR,Sq_IMU,ReEntrying,Inv_BallSeen,P_ReEntry,ScanFieldNew L4; class PrepareIMU,InitialParticles,Wait,EntryScanField,BallSeen,GoToInitPos,FindBall L5;

Defender

graph TD classDef L1 fill:#2B3A35,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L2 fill:#6C9A8C,color:#fff,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L3 fill:#A3C3B2,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L4 fill:#D8D8D8,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; classDef L5 fill:#F8F2E5,color:#000,stroke:#333,stroke-width:1px; Defender[Defender] --> DGS_Def[DGS] DGS_Def --> LowerBoardReconnected[LowerBoard Reconnected] LowerBoardReconnected --> P_LBR[P] P_LBR --> PrepareIMU[PrepareIMU] P_LBR --> InitialParticles[Initial Particles] DGS_Def --> GSI_IMU[GSI] GSI_IMU --> IMUInitialized[IMU Initialized] GSI_IMU --> ReEntryLocalization[ReEntry Localization] GSI_IMU --> EntryScanField[Entry ScanField] DGS_Def --> GSq_ReEntry[GSq] GSq_ReEntry --> ReEntrying[ReEntrying] GSq_ReEntry --> Inv_BallSeen{Inv} Inv_BallSeen --> BallSeen[BallSeen] GSq_ReEntry --> P_ReEntry[P] P_ReEntry --> GoToInitPos[GoTo InitPos] P_ReEntry --> FindBall[FindBall] DGS_Def --> MotionReStable[Motion ReStable] MotionReStable --> ScanFieldNew[ScanFieldNew] DGS_Def --> SimpleDefend[Simple Defend] class Defender L1; class DGS_Def L2; class LowerBoardReconnected,GSI_IMU,GSq_ReEntry,MotionReStable,SimpleDefend L3; class P_LBR,IMUInitialized,ReEntryLocalization,EntryScanField,ReEntrying,Inv_BallSeen,P_ReEntry,ScanFieldNew L4; class PrepareIMU,InitialParticles,BallSeen,GoToInitPos,FindBall L5;