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Robotics Studio学习教程：第二十五天——让我们开始建造迷宫吧！

2014年05月12日 ⁄ Robotics Studio, 文档, 机器人 ⁄ 转载：原文链接 ⁄ 共 6597字 ⁄ 字号 小 中 大 ⁄ 暂无评论 ⁄ 阅读 1,272 次
Robotics Studio学习教程

Robotics Studio学习教程

继之前分享的一篇《Robotics Studio学习教程：第二十四天——DSS System Services》， 我们将继续分享下一篇《Robotics Studio学习教程：第二十五天——让我们开始建造迷宫吧！》，让我继续开始我们学习Visual Programming Language，以及使用Robotics Studio学习开发机器人应用的道路吧。

 

[Robotics Studio] 开始建造迷宫 -- Day25

 

话说教会机器人走迷宫是我学习 Robotics Studio 的小小梦想之一.

要学习走迷宫, 第一步需要有迷宫才行.

无奈, 之前的 Visual Simulation Enviroment Express version 的 64 个实体对象吓到我了...

如何用 64 个实体来建造伟大的迷宫, 我一直是觉得很困难的一件事情...

直到, 我发现这个 64 个 Entities 的限制是 -- 直接放入 VSE World 的实体数量.

也就是说, 如果我把整个迷宫看成是一个 Entity 对象, 不就解决这样的问题了吗?!

所以, 可以透过实做 MultiShapeEntity 这个 class 来达成梦想的第一步了!

  1.   using System;
  2.   using System.Collections.Generic;
  3.   using System.ComponentModel;
  4.   using Microsoft.Ccr.Core;
  5.   using Microsoft.Dss.Core.Attributes;
  6.   using Microsoft.Dss.ServiceModel.Dssp;
  7.   using Microsoft.Dss.ServiceModel.DsspServiceBase;
  8.   using W3C.Soap;
  9.   using submgr = Microsoft.Dss.Services.SubscriptionManager;
  10.   using engine = Microsoft.Robotics.Simulation.Engine.Proxy;
  11.   using Microsoft.Robotics.Simulation.Engine;
  12.   using Microsoft.Robotics.Simulation.Physics;
  13.   using Microsoft.Robotics.PhysicalModel;


  16.   namespace MazeGenerator
  17.   {
  18.       public class MazeEntity : MultiShapeEntity
  19.       {
  20.           /// <summary>
  21.           /// Default constructor
  22.           /// </summary>
  23.           public MazeEntity() { }

  25.           /// <summary>
  26.           /// Initialization constructor
  27.           /// </summary>
  28.           /// <param name="shape"></param>
  29.           /// <param name="initialPos"></param>
  30.           public MazeEntity(Vector3 initialPos, byte[,] blocks, float mazeheight, float blocksize)
  31.           {
  32.               for (int x = 0; x < blocks.GetLength(0); x++)
  33.               {
  34.                   for (int y = 0; y < blocks.GetLength(1); y++)
  35.                   {
  36.                       if (blocks[x,y] == 0)
  37.                           continue;

  39.                       var boxshape = new BoxShape(
  40.                           new BoxShapeProperties(
  41.                           1, // mass in kilograms. new Pose(
  42.                           new Vector3(
  43.                                             initialPos.X + x * blocksize, 
  44.                                             initialPos.Y + mazeheight / 2, 
  45.                                             initialPos.Z - y*blocksize)), // relative pose
  46.                           new Vector3(blocksize, mazeheight, blocksize)));

  48.                       this.BoxShapes.Add(boxshape); // dimensions
  49.                   }
  50.               }

  52.               this.State.MassDensity.Mass = blocks.GetLength(0)*blocks.GetLength(1);
  53.           }
  54.       }
  55.   }

上面这个迷宫需要传入一个 2 维 byte 数组,
主要的想法当然还是参考自古早的 RPG Game 都是利用 block 的方式来产生世界的.

然后写一个 DSS Service (参考之前的 DSS with VSE 吧), 这次我们加入一个 MazeEntity :

  1.   void AddMaze()
  2.   {
  3.       // create simple movable entity, with a single shape
  4.       maze = new MazeEntity(
  5.       new Vector3(3f, 0f, 3f), new byte[,] {
  6.       {1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1},
  7.       {0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,1},
  8.       {1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,0,1},
  9.       {1,0,1,0,1,0,0,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,1,0,1},
  10.       {1,0,1,0,1,1,1,1,1,1,1,0,1,0,0,0,0,1,0,1},
  11.       {1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,1,1,0,0,0,1},
  12.       {1,1,1,1,0,1,1,1,0,1,1,0,1,0,0,0,0,1,0,1},
  13.       {1,0,0,1,0,1,0,0,0,0,1,0,1,1,0,1,0,1,0,1},
  14.       {1,0,0,1,0,1,1,1,1,0,1,0,1,0,0,1,0,1,0,1},
  15.       {1,0,0,1,0,0,0,0,1,0,1,0,1,0,0,1,0,1,0,1},
  16.       {1,0,0,1,1,1,1,0,1,0,1,0,1,1,1,1,0,1,0,1},
  17.       {1,0,0,0,0,0,1,0,1,0,1,0,1,0,0,0,0,0,0,1},
  18.       {1,0,1,1,0,1,1,0,1,0,1,0,1,0,0,1,1,1,0,1},
  19.       {1,0,1,0,0,1,1,0,1,1,1,1,1,0,0,0,0,1,0,1},
  20.       {1,0,1,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,1,0,1},
  21.       {1,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,0,1},
  22.       {1,0,1,1,1,0,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,0,1,0,1},
  23.       {1,0,1,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,1,1,0,1,1,1},
  24.       {1,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0},
  25.       {1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1}, }, 3.0f, 3.0f);

  27.       // Name the entity. All entities must have unique names
  28.       maze.State.Name = "maze";

  30.       // Insert entity in simulation.
  31.       SimulationEngine.GlobalInstancePort.Insert(maze);
  32.   }

 

这样我们就有一个迷宫了耶...

clip_image002

但是这样自己做迷宫会爽吗? -- 不会!!

身为程序设计师, 怎么可以自己画迷宫呢, 当然这种事也是要交给计算机画的, 不然我们会画到榨干...

所以采用简单的迷宫划分法:

clip_image004

于是在 MazeEntity 当中加入了随机数生成迷宫的程序:

  1.   public static byte[,] GenerateMaze(int width, int height)
  2.   {
  3.       byte[,] result = new byte[width, height];
  4.       Random r = new Random();
  5.       for (int x = 0; x < width; x++)
  6.           for (int y = 0; y < height; y++)
  7.                 result[x, y] =(byte)
  8.                 (((x == 0) || 
  9.                 (y == 0) || 
  10.                 (x == width - 1) || 
  11.                 (y == height - 1)) ? 1 : 0);

  13.       splitMazeChamber(r, result, 0, 0, width - 1, height - 1);

  15.       // dig a hole of left-top, and right-down
  16.       result[0, 1] = 0;
  17.       result[width - 1, height - 2] = 0;

  19.       return result;
  20.   }

  22.   private static void splitMazeChamber
  23.          (Random r, byte[,] maze, int left, int top, int right, int bottom)
  24.   {
  25.       int wallX = 0;
  26.       if (right - left > 3)
  27.           wallX = r.Next(left + 2, right - 1);

  29.       int wallY = 0;
  30.       if (bottom - top > 3)
  31.           wallY = r.Next(top + 2, bottom - 1);

  33.       if ((wallX > 0) && (wallY > 0))
  34.       {
  35.           for (int i = top + 1; i < bottom; i++)
  36.               maze[wallX, i] = 1;
  37.           for (int i = left + 1; i < right; i++)
  38.               maze[i, wallY] = 1;

  40.           List<KeyValuePair<int, int>> holes = new List<KeyValuePair<int, int>>();
  41.           holes.Add(new KeyValuePair<int, int>(wallX, r.Next(top + 1, wallY - 1)));
  42.           holes.Add(new KeyValuePair<int, int>(wallX, r.Next(wallY + 1, bottom - 1)));
  43.           holes.Add(new KeyValuePair<int, int>(r.Next(left + 1, wallX - 1), wallY));
  44.           holes.Add(new KeyValuePair<int, int>(r.Next(wallX + 1, right - 1), wallY));
  45.           holes.RemoveAt(r.Next(0, 4));
  46.           holes.ForEach(hole => maze[hole.Key, hole.Value] = 0);

  48.           splitMazeChamber(r, maze, left, top, wallX, wallY);
  49.           splitMazeChamber(r, maze, wallX, top, right, wallY);
  50.           splitMazeChamber(r, maze, left, wallY, wallX, bottom);
  51.           splitMazeChamber(r, maze, wallX, wallY, right, bottom);
  52.       }
  53.       else if (wallX > 0)
  54.       {
  55.           for (int i = top + 1; i < bottom; i++)
  56.               maze[wallX, i] = 1;

  58.           maze[wallX, r.Next(top + 1, bottom - 1)] = 0;

  60.           splitMazeChamber(r, maze, left, top, wallX, bottom);
  61.           splitMazeChamber(r, maze, wallX, top, right, bottom);
  62.       }
  63.       else if (wallY > 0)
  64.       {
  65.           for (int i = left + 1; i < right; i++)
  66.               maze[i, wallY] = 1;

  68.           maze[r.Next(left + 1, right - 1), wallY] = 0;

  70.           splitMazeChamber(r, maze, left, top, right, wallY);
  71.           splitMazeChamber(r, maze, left, wallY, right, bottom);
  72.       }
  73.   }

 

先产生一个  10x10 的迷宫吧:

  1. maze = new MazeEntity(new Vector3(3f, 0, 3f), MazeEntity.GenerateMaze(10,10), 3.0f, 1.0f);

 

clip_image006

50x50 的迷宫也只要改两个数字:

clip_image008

换 100x100 的迷宫....

这下子虚拟环境变得龟龟的了...

clip_image010

 

让我们继续一下章教程：

《Robotics Studio学习教程：第二十六天——让我们在迷宫中加入机器人！》

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