1st-session key

計算機とプログラミング

1

 

!

2013/11/29

計算機とプログラミング

1

 

!

2012/12/9

今回の

_PBLの目的

•

Learning by doing

•

自律ロボット制御プログラミングの考え方を学ぶ

•

センサ情報からロボットの行動を決定するプログラ

ムを実装する方法を学ぶ

•

サッカーをするエージェントの作成

•

標準的ではないライブラリを利用できるようになる．

•

詳しいドキュメントがない

•

ヘッダーファイルに書いてある内容から推測

•

必要ならテストコードを書いて確認

Schedule 1,2（一部変更の可能性有り）

イントロ，ベクトル，簡単なエージェントプログラム，

Makeファイル，簡単な行動プログラム（ゴールにキック）

簡単な関数を作ろう（一番近くのチームメートはどこ？）

2013 12/13（金）

2013 11/29（金）

2013 12/6（金）

2014 1/10（金）, 2014 1/24（金）

2014 1/31（金）

深野先生講義

サッカーチームを作ろう！ (グループごとの作業となります)

トーナメント試合！

2013 12/20（金）

役割分担，行動の変更，チーム分け

イントロ，ベクトル，簡単なエージェントプログラム，

Makeファイル，簡単な行動プログラム（ゴールにキック）

簡単な関数を作ろう（一番近くのチームメートはどこ？）

2014 1/6（月）

2013 12/9（月）

2013 12/16（月）

2014 1/23（木）, 2014 1/27（月）

2014 2/3（月）

深野先生講義

サッカーチームを作ろう！ (グループごとの作業となります)

トーナメント試合！

2014 1/20（月）

役割分担，行動の変更，チーム分け

Schedule 3,4（一部変更の可能性有り）

RoboCup

!

実世界の人工知能研究

を促進する舞台

中型ロボットリーグ

ヒューマノイドリーグ

シミュレーションリーグ

浅田教授

RoboCup

2Dサッカーシミュレーション

1997年に創設

クライアントサーバー方式

自律型エージェント

マルチエージェントの研究

のための共通プラットフォー

ム

今日のトピック

サッカーのサーバープログラムとクライアントプログラム

を起動できる．

ベクトルを使って必要な変数の計算をする

_.

エージェントプログラムの特徴をつかむ

_.

サッカーエージェントのプログラムのコンパイル

_.

簡単なサッカーエージェントのプログラム

_.

今日の授業でできるようになってほしいこと

この授業のためのページ

http://www.er.ams.eng.osaka-u.ac.jp/user/ogino/

ogiwiki/wiki.cgi/lec2009

Example

http://www.er.ams.eng.osaka-u.ac.jp/user/ogino/

lecture/PBL2009a/demo.swf

RoboCup2012 Mexico City

Soccer Simulation 2D League Final Match.

HELIOS2011

(Fukuoka University, Osaka Prefecture University, Japan)

vs.

WrightEagle

(University of Science and Technology of China, China)

http://www.youtube.com/watch?v=cDhSjSYPvdE

シミュレータの仕組み

接続要求

エージェント

試合の

シミュレータの仕組み

シミュレータの仕組み

今日の予定

!

エージェントプログラミングとは？

!

演習

(Exercises)

●

エージェントのサンプルプログラムを動かしてみよう

エージェントプログラミング

エージェントプログラミングってなに？!

!

! An agent is anything that can be viewed as ! !

perceiving its environment through sensors ! ! and

acting upon that environment through effectors.! ! !

エージェントプログラミング

●

普通のプログラム!

!

多くのプログラミングはユーザやデータベースから

記号のインプットがあり、同じインプットには同じ

アウトプットを期待される。!

!

エージェントプログラミング

例

float root(float A, float B, float C)

!

{

!

!

/* 以下の二次方程式の答を返す関数!

A*x*x + B*x + C = 0 */

!

!

float discriminant = B*B - 4*A*C;//判別式

!

!

if (discriminant < 0)

!

!!

printf("Error: discriminant is less than zero.");

!

!

!

return (-B + sqrt(discriminant)) / (2*A);

!

}

エージェントプログラミング

●

エージェントプログラミングは少し違う

!

 感覚から行動を生成する。行動が状況を変化させ、

同じような入力に異なった反応を返すべき時もある。

感覚や行動は記号の場合もあるが連続値でなければ

ならない事がほとんど。!

!状況把握→情報処理→行動→状況変化

エージェントプログラミング

●

Programming an agent is different!

!

!

!

!

!

!

Perceive

Think

Act

Agent program:

int main()

!

{

!

ecobe_init( "testecobe" );

!

while (ecobe_update())

!

{

!

!

...

!

ecobe_flush();

!

}

!

ecobe_close();

!

}

!

エージェントプログラミング

感覚情報を

受信

情報処理

行動を送信

UNIXコマンド参考ページ等

http://www.k-tanaka.net/unix/

基本コマンドのリファレンス

!

http://www.fse.cs.ritsumei.ac.jp/

~takayuki/unix.html

（

_{emacsコマンドも収録）}

!

その他にもいっぱいあるので

分からなければググる！

Unix コマンド (ディレクトリ)

cd [ディレクトリの移動] --- cd 自分のホームディレクトリに移動

!

cd .. 一つ上のディレクトリに移動（".."は一つ上のディレクトリの意味）

!

cd dirA dirA というディレクトリに移動 ls [今いるディレクトリのファイルのリストを表示] --- ls ファイルのリストを表示（"."から始まるファイルは表示しない)

!

ls -a ファイルのリストを表示（"."から始まるファイルも全て(all)表示する)

!

ls -l 長い(long)フォーマットで表示 pwd [今いるディレクトリを表示] --- pwd mkdir [ディレクトリの作成] --- mkdir dirA 今いるディレクトリに dirA というディ レクトリを作成する．

Unix コマンド（ファイル操作)

rm [ファイルの削除] --- rm fileA "fileA" という名前のファイルを削除

!

rmdir dirA "dirA" という名前のディレクトリを削除 （空のディレクトリしか消せません）

!

rm -fr dirB "dirB" というディレクトリ（空でない）を強制削除 cp [ファイルのコピー] --- cp fileA fileB "fileA"を"fileB"という名前でコピー ln [エイリアスの作成] --- ファイルの分身を作る（Windows ではショートカッ ト，Mac ではエイリアス，Linux ではシンボリックリ ンクという） ln -s originalA linkfileB originalA というファイルのリンクを linkfileB とい う名前で作成する． mv [ファイルの移動・名前の変更] --- mv fileA dirB fileA という名前のファイルを dirB というディレク トリに移動する． mv fileA fileB fileA という名前のファイルを fileB という名前のファ イルに変更する．

練習

１．自分のホームディレクトリに

_{”hellotest” という名前の}

ディレクトリを作成してください．

２．そのディレクトリに移動して，エディター

_emacsで

以下の内容の 

_{hello.c を作成し，コンパイルしてください．}

#include  <stdio.h>  

!

int  main(void)  

{  

prin9(“Hello  World!”);  

!

return  0;  

}

練習

３．自分のホームディレクトリに

_{“bin” というディレ}

クトリを作成してください．

４．ディレクトリ

_{“bin” に移動して，”hello” という名}

前でシンボリックリンクを作成してください．

Unix コマンド（シェル変数）

which [コマンドのある場所を表示] --- which comcom "comcom"というコマンドのある場所を表示す る．コマンドがなかったり，パスが通っていな かったら表示されない． echo [変数などを返す] --- echo $PATH 変数"$PATH" に設定されている値を表示する． export [変数の設定] --- export PATH=$PATH: /bin

練習

5．自分のホームディレクトリで “which␣ls” として，ls コマンド

がどこにあるか確かめてください．また，

_{”which hello” を確かめ}

てください．

6．以下のコマンドを実行して，ホームディレクトリの “bin” の

ディレクトリを

_{$PATH に追加してください．}

export␣PATH=$PATH:~/bin

(“~” は自分のホームディレクトリの意味になります）

7. “echo $PATH” のコマンドで，追加されたことを確認し，再

び

_{“which hello” で “hello” が検索可能かどうか確かめてください}

Unix コマンド

& [バックグラウンドで実行] --- commA & コマンド"commA"をバックグラウンドで実行 top [プロセスの表示] --- top 現在実行されているプロセスがCPU消費の順に表示される kill [プロセスを殺す] --- kill %1 プロセス番号1を終了させる。 プロセス番号はjobsで確認する。 jobs [実行中プロセスを表示する] --- jobs 自分の端末から実行中のプロセスを表示する killall [プロセスを殺す] --- killall [commandA] "commandA" というプロセスを終了させる

練習

8. “hellotest” のディレクトリで，以下の内容の “sleeptest.c” を

作成，コンパイル．

#include  <stdio.h>  

!

int  main(void)  

{  

sleep(10);  

prin9(“Hello  World!”);  

!

return  0;  

}

9. スリープする秒数を１００秒にして，バックグラウンドで実

行し，

_{killall コマンドでプロセスを殺してください．}

Exercises

サンプルエージェントを動かそう

_!!

!

1. “agent”という名前のディレクトリを作成!

!

mkdir

agent

!

!

2.作ったディレクトリに移動!

!

cd

agent

!

!

3. コンパイルに必要なファイルへのリンクを作成

ln

-s

/home/toyonaka/share/rc/lib/ecobetrilearn.so

.

ln

-s

/home/toyonaka/share/rc/include/cinterface.h .

サッカーサーバーの設定

1) 自分のホームディレクトリで “.profile”のファイルを（作っ

て）編集して、以下の

_{2行を追加}

_!

export PATH=$PATH:/home/toyonaka/share/rc/bin

!

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:./

その後，端末で以下のコマンドを実行

_!

source ~/.profile

!

2) サッカーサーバーの設定ファイルを自分のディレクトリに追加

!

mkdir ~/.rcssserver

cp /home/toyonaka/share/rc/share/server.conf ~/.rcssserver/

!

3) サッカーサーバーをバックグラウンドで実行

!

rcsoccersim &

!

4) クライアントプログラムの実行

!

rcssclient

!

Exercises

#include "cinterface.h"

!

!

int main()

!

{

! !

ecobe_init( "happyteam" );

! !

while (ecobe_update())

! !

{

! ! !

ecobe_set_velocity(2,2);

! ! !

ecobe_flush();

! !

}

! !

ecobe_close();

!

}

!

1. “first.c”の編集

（場所は

_{agentディレクトリ内）}

_!

!

emacs

first.c &

!

2. コンパイル

!

   

gcc

-o

first

first.c

ecobetrilearn.so

-lpthread

!

3. サーバープログラムの起動

!

rcsoccersim &

4. エージェントプログラムの起動

!

./first

!

Makefile

It allows creating dependency rules!

for controlling automatic compilation

Makefile

1- Makefile のサンプルをダウンロード

 

http://www.er.ams.eng.osaka-u.ac.jp/user/ogino/

lecture/PBL2009a/Makefile

 

!

!

!

!

!

!

2- 自分のプログラムのあるディレクトリーに “Makefile” と

いうファイル名で保存

 

!

3- 以下のコマンドを実行（プログラム名がfirst の場合）

 

make␣first

CC=gcc

LFLAGS=-lpthread

DEPS = ecobetrilearn.so

!

%: %.c $(DEPS)

$(CC) -o $@ $^ $(LFLAGS)

for any V, always: |unit(V)| = 1

!

Vector Arithmetics

ちょっと復習

_!

•

Vectors are relative

!

•

Sum

!

•

Subtract

!

•

Scale

!

•

Unit vector: V / |V|

A

B

A+B

-B

A-B

A/2

unit(A)

A

2A

Vector Arithmetics

rr

Vrb

rb

can kick if |Vrb| < dr+db

Kicking to goal

rr

rb

Vrb

Vrgl

Vrgr

A

A/2

B

C

D

Vrgr - Vrgl

A=

B= Vrgl + A/2

C= B - Vrb

D= unit(C)

Task: compute V in the C program

 

Download

V

V= Vrb + D

rb = 0.085

 

cinterface.h

struct strct_vector {

!

float length;

!

float angle;

!

};

!

!

struct strct_robot {

!

int id;

!

struct strct_vector position;

!

};

!

!

struct strct_goal {

!

struct strct_vector pole1;

!

struct strct_vector pole2;

!

};

!

!

int ecobe_init(char *team_name);

!

void ecobe_close();

!

int ecobe_update();

!

void ecobe_flush();

!

!

cinterface.h

/* sum(p1,p2) returns the sum of two given vectors p1 and p2!

*!

*/!

struct strct_vector ecobe_sum(struct strct_vector p1, struct strct_vector p2);!

struct strct_vector ecobe_subtract(struct strct_vector p1, struct strct_vector p2);!

!

/* scale:!

* scales a strct_vector by multiplying it's lenght with a float scale value!

*/!

struct strct_vector ecobe_scale(struct strct_vector p, float scalar);!

!

/* normalize:!

* normalizes a strct_vector by setting it's lenght to 1!

*/!

struct strct_vector ecobe_unit(struct strct_vector p);!

!

/* get_ballpos:!

* gives you a vector pointing towards the ball!

*/!

struct strct_vector ecobe_get_ballpos();!

struct strct_goal ecobe_get_leftgoal();!

struct strct_goal ecobe_get_rightgoal();!

Exercise 1

http://www.er.ams.eng.osaka-u.ac.jp/user/ogino/lecture/PBL2009a/

exercise-1.pdf

Exercise 2, 3

!

ゴールのポールとポールの間の距離を出力するプ

ログラムを書きなさい

!

フィールドのゴールとゴールの間の距離を出力す