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from Motion_function import *
class ROBOT():
def __init__(self, pos, velocity, normal, isON = True, hasBall = False):
"""
GENERE UN ROBOT
normal : vecteur de l'orientation du robot (face des préhenseurs)
"""
if (pos[0] < 0 or pos[0] > FIELD_DIMENSIONS[0] or pos[1] < 0 or pos[1] > FIELD_DIMENSIONS[1]):
print("/!\ Position outside field dimensions")
self.pos= np.array([0,0])
else: self.pos= pos
if (np.linalg.norm(velocity)> ROBOTS_MAX_SPEED) :
print("/!\ Speed initialisation is too hight ! ")
self.velocity = velocity / np.linalg.norm(velocity) * ROBOTS_MAX_SPEED
else : self.velocity= velocity
if (np.linalg.norm(normal) != 1) : normal /= np.linalg.norm(normal)
self.normal= normal
self.isON = isON
self.hasBall = False
self.targetPoint_isupdated = True
self.targetPoint = None
self.targetVelocity = None
# Trajectory plan
self.Accel = []
self.Angle = []
self.Time = []
self.TrajectoyStepPoint = []
self.TrajectoyStepVel = []
self.targetSpeed = None # to suppr
def update_direction_vector(self, target_position, dt):
"""
Update self.normal de tel sorte à être orienté vers une position cible
"""
target_vector = normalize(target_position - self.pos)
angle_to_target = angle_between_vectors(self.normal, target_vector)
max_angle = ROBOTS_MAX_ANGULAR_SPEED * dt # /!\ angle de direction , pas de rotation pur
if angle_to_target <= max_angle: # Si l'angle est inférieur à l'angle max, on prend directement le vecteur cible
self.normal = target_vector
else: # Sinon, on tourne le vecteur actuel vers le vecteur cible par l'angle max
direction_sign = np.sign(np.cross(self.normal, target_vector)) # Sens de rotation (-1 ou +1)
self.normal = rotate_vector(self.normal, direction_sign * max_angle)
def update_vel_pos_tocatchball(self, p_ball: np.ndarray, # Position courante de la balle
v_ball: np.ndarray, # Vitesse courante de la balle
dt: float # Pas de temps
):
"""
Met à jour la position et la vitesse de l'agent à partir des
contraintes cinématiques et de l'objectif d'interception
(réduire la distance à la balle + tendre vers la vitesse de la balle).
"""
if self.hasBall:
print("Error : robot has already ball !")
return
# Direction désirée :
dir_to_ball = p_ball - self.pos
dist_to_ball = np.linalg.norm(dir_to_ball)
if dist_to_ball > 0:
dir_to_ball = dir_to_ball / dist_to_ball
else:
dir_to_ball = np.zeros_like(dir_to_ball)
return
print("Error direction ball (collision en cours)")
# On calcule la direction actuelle de l'agent (à partir de v_agent)
speed_agent = np.linalg.norm(self.velocity)
if speed_agent > 1e-8:
dir_agent = self.velocity / speed_agent
else:
# Si l'agent est à l'arrêt, on définit une direction de référence (par ex. dir_to_ball)
dir_agent = dir_to_ball
norm_dir_des = np.linalg.norm(dir_to_ball)
if norm_dir_des > 1e-8:
dir_to_ball = dir_to_ball / norm_dir_des
else:
dir_to_ball = dir_agent # par défaut
# Poderation entre dir_ball et velocity_ball
speed_target = np.linalg.norm(v_ball)
alpha = 0.7
if speed_target > 1e-8:
dir_target = v_ball / speed_target
dir_cible = alpha*dir_to_ball + (1-alpha)*dir_target
else :
dir_cible = dir_to_ball
# Limiter la rotation : on ne peut pas passer instantanément de dir_agent à dir_cible
dot_product = np.clip(np.dot(dir_agent, dir_cible), -1.0, 1.0)
angle = np.arccos(dot_product) # angle entre les deux directions
max_angle = ROBOTS_MAX_ANGULAR_SPEED * dt
max_accel = ACCELERATION_RATE *dt
max_decel = DECELERATION_RATE *dt
if angle > max_angle:
# On tourne seulement de max_angle vers dir_des (+ ralenti ou accelaire en fonction de la distance)
# signe de la rotation via produit en croix (2D -> z)
cross_2d = dir_agent[0] * dir_cible[1] - dir_agent[1] * dir_cible[0]
sign = np.sign(cross_2d) # +1 ou -1
# On crée une matrice de rotation en 2D
cos_a = np.cos(max_angle)
sin_a = np.sin(max_angle * sign) # signe du pivot
# On utilise sign pour savoir le sens de rotation
new_dir_x = dir_agent[0] * cos_a - dir_agent[1] * sin_a
new_dir_y = dir_agent[0] * sin_a + dir_agent[1] * cos_a
dir_agent_new = np.array([new_dir_x, new_dir_y])
else:
dir_agent_new = dir_cible # On peut s'orienter directement vers dir_des
# Calcul vitesse # Angle n'a pas d'impact -> on accèlere si possible
dist_to_ball = np.linalg.norm(p_ball - (self.pos + dir_agent*speed_agent*dt) ) # distance à t+1 si on maintien la speed
epsilon = 0.03 # volume catch ball (évite d'osciller lorsque très proche de la cible) 3cm
if (speed_agent+max_accel > speed_target):
distance_to_stop = (speed_agent*speed_agent - speed_target*speed_target)/(2*DECELERATION_RATE) + ROBOTS_RADIUS + BALL_RADIUS - epsilon # ditance à cette vitesse
if (distance_to_stop >= dist_to_ball ) : #ON va trop vite -> freine
speed_new = max(speed_agent - max_decel, speed_target)
else :
d_supp = (2*speed_agent*max_accel + max_accel*max_accel)/(2*DECELERATION_RATE)
if ((distance_to_stop+ d_supp) > dist_to_ball):
# maintiend vitesse courante
speed_new = speed_agent
else :
# accel
speed_new = min(speed_agent + max_accel, ROBOTS_MAX_SPEED)
else :
distance_to_stop = ((speed_agent + max_accel)*(speed_agent + max_accel) - speed_target*speed_target)/(2*DECELERATION_RATE) + ROBOTS_RADIUS + BALL_RADIUS - epsilon
if (distance_to_stop >= dist_to_ball ) : # On accelère
speed_new = min(speed_agent + max_accel, ROBOTS_MAX_SPEED)
else :
speed_new = speed_target
# Nouvelle vitesse vectorielle
self.velocity = dir_agent_new * speed_new
# Mise à jour de la position
self.pos = self.pos + self.velocity * dt
def update_targetPoint(self, list_futur_pos, list_futur_vel, list_futur_time_ball, dt):
for i in range(len(list_futur_pos)):
time, distance, dir_tangent, sens_rotation = calculate_time_and_target_tangent(self.pos, list_futur_pos[i], self.velocity, list_futur_vel[i])
if (time != None) :
if (time + dt < list_futur_time_ball[i]):
# Update target point
self.targetPoint = list_futur_pos[i]
self.targetVelocity = list_futur_vel[i]
self.targetSpeed = np.linalg.norm(list_futur_vel[i])
return time, distance, dir_tangent, sens_rotation
return None, None, None, None
class BALL():
def __init__(self, pos, velocity, iscatch):
self.pos = pos
self.velocity = velocity
self.iscatch = iscatch
def display_info(self):
print(f"Position: {self.pos}\nVelocity: {self.velocity}\nSpeed : {np.linalg.norm(self.velocity)}\nIs Caught: {self.iscatch}")
def update_position(self, dt):
"""Update the position of the ball based on its velocity and the time step (dt)."""
if not self.iscatch:
self.pos, self.velocity = update_ball_speed(self.pos, self.velocity, dt)
def futur_points(self, dt):
list_futur_pos = []
list_futur_vel =[]
list_futur_time =[]
STOP = False
pos = self.pos
vel = self.velocity
time = 0
while not STOP :
new_pos, new_vel = update_ball_speed(pos, vel, dt)
time += dt
if (new_pos[0] < 0 or new_pos[0] > FIELD_DIMENSIONS[0] or new_pos[1] < 0 or new_pos[1] > FIELD_DIMENSIONS[1]):
STOP = True
else :
if (np.linalg.norm(new_vel) < 1e-8):
time = np.inf
STOP = True
list_futur_pos.append(new_pos)
list_futur_vel.append(new_vel)
list_futur_time.append(time)
pos = new_pos
vel = new_vel
return list_futur_pos, list_futur_vel, list_futur_time