【正文】 1． 課程設(shè)計分析 1．1 課題要求（1）了解5Vs5機器人足球仿真比賽平臺及其策略。（2）在C語言編程環(huán)境下，完成策略的編寫和調(diào)試。（3）運用所寫的程序進行足球機器人比賽，并在比賽中完善所寫的策略。1．2 編寫目的通過對機器人足球仿真這一課程設(shè)計的了解，設(shè)計，編寫和調(diào)試，實現(xiàn)足球策略在機器人上的優(yōu)化應(yīng)用，使己方機器人仿真足球隊在比賽中獲勝。最終達到能熟練運用C語言程序設(shè)計知識解決實際問題，實現(xiàn)具體目標的目的，并初步掌握工程化項目化軟件開發(fā)的方法及過程。1．3 背景機器人足球如今已為越來越多的人所關(guān)注。其國際認可的比賽按機器人可分為三大類：大中型機器人足球?qū)嵨锝M比賽，微型機器人足球?qū)嵨锝M比賽，機器人足球仿真組比賽；按數(shù)量分可分為：3vs3，5vs5，11vs11等。機器人足球仿真5vs5組比賽是在國際認可的同一平臺The Robot Soccer Simulator Director ，從而實現(xiàn)比賽的目的。而其策略是基于Visual C＋＋編寫的，只要掌握了C語言課程設(shè)計的知識就可以實現(xiàn)策略的編寫。 2．用戶手冊 2．1運行環(huán)境要求? Pentium III 600 MHz ? 256 megabytes of ram ? TNT2 3d Graphics accelerator with 32 megabytes of ram ? 24x CDROM ? Screen resolution of 800 x 600 ? 16 bit Sound card ? Microsoft Windows 98 ? Direct X ? 10 megabytes of free hard drive space ? Director ? Visual C++ 2．2使用方法? 將包含源代碼的工程文件用Visual C++ ，編譯（快捷鍵F7），鏈接生成動態(tài)鏈接庫。 ? 把生成的動態(tài)鏈接庫文件復(fù)制到C:\Stratege\blue目錄下。并更具需要更換文件名稱。 ? 打開5Vs5平臺程序，將文件名稱輸入到STRATEGIES目錄下的Blue欄中，再用鼠標單擊Lingo把鏈接狀態(tài)更改為C++，然后在點擊Send選項。鏈接文件過程完成。 ? 在右側(cè)的工具欄中，點擊STARE，開始比賽。 ? 如需進一步了解該軟件的用法，單擊右下角HELP選項。 2．3注意事項? 本文中所提供的策略程序，只能在藍隊（右隊）中使用。 3．1程序預(yù)期功能實現(xiàn)進攻防守兩大功能的合理靈活的切換；通過實現(xiàn)快速反應(yīng)，精確定點定向移動，路線優(yōu)化設(shè)計等方法實現(xiàn)高效進攻和防守。 3．2功能模塊的劃分4． 詳細設(shè)計及算法 4．1進攻的詳細設(shè)計及算法（1）當球在對方半場時為進攻模式1 主攻1：當球接近對方禁區(qū)時，在對方球門罰球區(qū)守侯，伺機射門；否則輔助助攻球員進攻。主攻2：當球接近對方禁區(qū)時，在對方球門大禁區(qū)一側(cè)守侯，伺機射門；否則輔助助攻球員進攻，控球。助攻1：控球，將球帶進對方禁區(qū)，輔助主攻機器人進攻。助攻2：在助攻1機器人后方適當位置定點，隨時接應(yīng)助攻1機器人。守門員：調(diào)整位置到初始位置 （2）當球在我方半場且不由對方控球時為進攻模式2 主攻1：控球，將球帶進對方禁區(qū)，輔助主攻機器人進攻。主攻2：在助攻1機器人后方適當位置定點，隨時接應(yīng)助攻1機器人。助攻：準備進入對方半場并尋找有利攻擊位置。 防守：定位到球與我方球門之間的適當位置，隨時準備截球。 （3）另外一套進攻方案： 每個機器人都作為一個獨立的實體，分別進行判斷： 機器人1：當球在對方半場大禁區(qū)線外時，追球；當球在對方半場大禁區(qū)線內(nèi)上方時，留守下方，準備接反彈出來的球；當球在對方半場大禁區(qū)線內(nèi)下方時，留守中間，伺機射門。機器人2：當球在對方半場大禁區(qū)上下方時，將球傳向門前；當球在對方大禁區(qū)和中場線之間時，控球，將球帶向球門。機器人3：。始終追球機器人4：當球在對方半場大禁區(qū)線外時，追球；當球在對方半場大禁區(qū)線內(nèi)上方時，留守中間，伺機射門；當球在對方半場大禁區(qū)線內(nèi)下方時，留守上方，準備接反彈出來的球。4．2防守的詳細設(shè)計及算法當球在我方半場且對方控球時為防守模式 主防：定位到球前方截球，使球向?qū)Ψ桨雸鲆苿印?助防：定位到球與球門之間的適當位置截球，協(xié)助主防和守門員。 后衛(wèi)1：定位到球門前適當位置做好截球接應(yīng)準備。后衛(wèi)2：定位到球門前適當位置做好截球接應(yīng)準備。守門員：開始就自行運動到如圖所示位置，這樣可借助球門柱防止守門員因慣性偏離球門，可大大提高其運動速度，并可減少與其他隊員的碰撞。不足之處在于因碰撞而姿態(tài)變化后調(diào)整空間較小。 （1）當球在圖中所示陰影內(nèi)時，守門員的Y坐標盡量與球保持一致，當球坐標在球門范圍外時，守門員保持在離球最近位置侯球。（2）當球在圖中所示陰影內(nèi)時，守門員進入積極防守狀態(tài)。 積極防守狀態(tài)按球的方向和位置不同分四種狀態(tài)： （1）球的運動方向指向球門，此時守門員應(yīng)位于球的運動方向上，阻截球的運動。（2）球的運動方向背離球門。此時守門員應(yīng)位于球與兩門柱連線夾角的角平分線方向上，為下一次截球作準備。（3）在圖示情況下，守門員的Y坐標盡量與球保持一致，當球坐標在球門范圍外時保持 ,球門內(nèi)時運動。(4)當球在如圖虛線內(nèi)運動時,守門員與球相反運動,以把球撞出. 4．3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)機器人球員的數(shù)據(jù) （Vector3D pos表示機器人的三維坐標； rotation表示機器人的方向； velocityLeft表示機器人的左輪速度， velocityRight表示機器人的右輪速度；） typedef struct { Vector3D pos。 double rotation。 double velocityLeft, velocityRight。 } Robot。 對方機器人 （成員意義同上） typedef struct { Vector3D pos。 double rotation。 } OpponentRobot。 總的環(huán)境參量結(jié)構(gòu) （home[PLAYERS_PER_SIDE]表示我方幾號機器人；opponent[PLAYERS_PER_SIDE]表示對方幾號機器人；currentBall表示當前球的位置，lastBall表示上個周期球的位置，predictedBall表示下個周期球的位置，用來預(yù)測球下個周期位置；fieldBounds表示場地邊界坐標，goalBounds表示球門邊線坐標；gameState表示比賽狀態(tài)， whosBall表示球的掌控狀態(tài)， *userData預(yù)留給用戶的數(shù)據(jù)指針） typedef struct { Robot home[PLAYERS_PER_SIDE]。 OpponentRobot opponent[PLAYERS_PER_SIDE]。 Ball currentBall, lastBall, predictedBall。 Bounds fieldBounds, goalBounds。 long gameState。 long whosBall。 void *userData。 } Environment。 4．4程序流程 4．5函數(shù)說明基本動作 void PredictBall ( Environment *env )。 預(yù)測球的位置，單步預(yù)測，運用微量調(diào)節(jié)。入口參數(shù)：環(huán)境參量。void Velocity ( Robot *robot, double vl, double vr )。 將響應(yīng)產(chǎn)生的機器人速度寫入系統(tǒng)參量中，即引發(fā)機器人運動。入口參數(shù)：機器人指針，左輪速度，右輪速度。void Angle1(Robot *robot,int desired_angle)。 使機器人轉(zhuǎn)到預(yù)定角度。入口參數(shù)：機器人指針，預(yù)定角度。void AngleOfPosition(Robot *robot,double x, double y)。 使機器人轉(zhuǎn)某一角度，指向特定點。入口參數(shù)：機器人指針，特定點橫坐標，特定點縱坐標。以下函數(shù)有方向性,基于以上的基本動作void NormalGame_Right( Environment *env )。 右隊總策略。入口參數(shù)：環(huán)境參量。void Defender_Right(Environment *env)。 void Defend1_Right(Environment *env)。 void Defend2_Right(Environment *env)。 void Defend_Right_py(Environment *env)。 右隊防守策略。入口參數(shù)：球員指針，環(huán)境參量。void Defence1_Right(Robot *robot,Environment *env)。右隊防守策略。入口參數(shù)：球員指針，環(huán)境參量。 void GoalKeeper_In_Right(Robot *robot,Environment *env)。 右隊守門員策略。入口參數(shù)：球員指針，環(huán)境參量。新加入的策略 void Kick( Environment *env, Robot *robot, double aim_angle )。 基本動作，繞到球后方，帶球運動到對方球場。入口參數(shù)：環(huán)境參量，球員指針，目標角度。void Position1_cz( Robot *robot, double x, double y )。 移動到預(yù)定點，這是整個程序最重要的底層函數(shù)基礎(chǔ)。入口參數(shù)：球員指針，預(yù)定點橫坐標，預(yù)定點縱坐標。void Position_py(Robot *robot, double x, double y)。 移動到預(yù)定點，無速度衰減。入口參數(shù)：球員指針，