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掃地機器人的模擬程序 (1)

tanglijun / 1004人閱讀

摘要：前言在朋友的推薦下，嘗試寫一個模擬的掃地機器人的程序，當做是練習工程能力和算法寫這篇文章一是記錄和分享思路，也希望獲得更多意見和建議，歡迎評論效果本來是打算最后再貼圖的，文章沒啥人氣，加上感冒偷個懶就先貼個圖吧不知道為什么沒辦法直接貼圖片，

前言

在朋友的推薦下，嘗試寫一個模擬的掃地機器人的程序，當做是練習(工程能力和算法)
寫這篇文章一是記錄和分享思路，也希望獲得更多意見和建議，歡迎評論

效果

本來是打算最后再貼圖的，文章沒啥人氣，加上感冒
偷個懶就先貼個圖吧（不知道為什么沒辦法直接貼圖片，只好貼鏈接了)
https://wx1.sinaimg.cn/mw1024...
https://wx4.sinaimg.cn/mw1024...

思路

想了下大概應該有下面幾個模塊

主模塊，負責調用其他模塊

地圖模塊，負責處理地圖，比如導入外部的地圖文件并轉換成方便處理的格式

感知模塊，負責感知當前所在位置的周圍是否可通行

動作模塊，負責“走動”，出于解耦的考慮，這里的動作只有最基本的走路動作，不包含尋路邏輯

尋路模塊，負責調用感知模塊和動作模塊，做一些復雜動作，比如U形走法（聽上去有點中二，先這么叫著）和最短路徑走法(到最近的未清潔點)

顯示模塊，負責把機器人走過的路徑顯示出來，形式上最好是獨立于程序的存在，比如gif文件

在準備寫復雜模塊前，首先把地圖模塊給寫出來吧，這篇文章就專注于這個模塊

地圖模塊

首先思考，外部的地圖文件要便于創建（手工繪制），查看和被導入，于是便想到csv

1 . 在Excel中“畫圖”

畫一個10*10的地圖，其中一個格子代表一個區域，每個格子的面積先假設是0.5m*0.5m好了
可通行區域是"."，不可通行區域是"#"，保存成csv

2 . 通過官方的csv庫來讀取文件

代碼如下：

import csv

file = "E:掃地機器人map_1.csv"
map = []
with open(file, newline="") as csv_file:
    f = csv.reader(csv_file)
    for row in f:
        map.append(row)

這樣我們得到一個map列表
[[".", ".", ".", ".", ".", ".", ".", ".", ".", "."], .....]
其內容還是列表，每個列表代表地圖中的一行，順序是從上到下

3 . 給地圖上的點/格子“編號”

雖然地圖上的點可以通過map[x][y]來獲得，但這么做似乎不優雅，不妨就用坐標點的形式，即(x,y)的方式來描述這些格子吧，于是：

coordinate_list = []
impassable_coordinate_list = []
for x in range(len(map)):
    for y in range(len(map[x])):
        coordinate_list.append((y, x))
        if map[x][y] == "#":
            reverse_x, reverse_y = y, len(map) - x - 1
            impassable_coordinate_list.append((reverse_x, reverse_y))

我們把所有的格子轉成坐標點的形式放到coordinate_list
同時把不能通行的格子記錄到impassable_coordinate_list
前者: [(0, 0), (1, 0), (2, 0),....]
后者: [(1, 8), (1, 7), (2, 4), (2, 3)]
要注意的是這里的(0,0)代表的是最左下角的那個點/格子
map模塊就此告一段落

PS: 可能有讀者感到奇怪，既然已經有地圖了，根據所在位置和地圖就知道周圍的情況了，為何還要感知模塊，我解釋一下
我的想法是先讓機器人根據完善的地圖來實現部分功能，然后再逐步改善，先讓感知模塊根據地圖來“感知”
按理說，地圖模塊應該要根據感知模塊的反饋來不斷更新的

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