La misión: salir, mirar, tres vueltas

Tienes la pose, las señales, la línea y el volante. Falta la misión: qué hace el coche en cada momento de la ronda. En este paso escribes mission.py y strategy.py, la subclase de ObstacleStrategyBase que une todo. Aquí entran dos maniobras que no se ven en el Open: retroceder en la salida y mirar una señal cuyo color falta.

Para entrar en tema

Si el tema es nuevo para ti, mira esto antes de empezar (no hace falta para seguir el paso).

Lo que vas a ver

La primera ronda completa: tres vueltas y parada en la sección de salida, 40 puntos. En el laboratorio, el set de prueba (5 campos × 2 sentidos × 5 semillas de ruido) pasa de 30 a 44 rondas válidas de 50 al añadir «mirar». En Gazebo, la referencia hizo 40 puntos, ronda válida, en 115,6 s en el campo 4 CCW.

La idea

Estados

La salida y «mirar» son fases dentro de RUN: devuelven velocidad y volante propios mientras duran.

La salida: retroceder si la primera señal está encima

El coche arranca en el progreso 0,25. Si hay una señal en el asiento 0,5, la tiene 0,25 m delante. Si además le toca pasarla por el otro lado (por ejemplo una roja exterior, que pide −0,354 m), ningún camino hacia delante llega: necesita moverse 0,2 m de lado en 0,1 m de avance.

La misión se queda quieta 0,25 s para archivar las primeras señales (hasta 1 s si la de delante aún no tiene color) y calcula cuánto le falta: 0,55 + 0,8 · |cambio de lado| − distancia hasta la señal. Si falta, retrocede en recta a 0,15 m/s esa distancia, como mucho 0,5 m.

Pero el LiDAR no ve detrás del coche (±110°), y un retroceso a ciegas puede chocar con una señal del asiento 0. La regla del sorteo resuelve esto: una carta con dos señales usa siempre los dos extremos de la recta, nunca el medio. Si hay una señal en el asiento central (0,5), la recta tiene una sola señal y el asiento de detrás está vacío. Solo en ese caso se retrocede. Así se salvó el campo 2 CW, que antes chocaba al segundo.

Mirar: cuando el color no llega

En CW el lado de la isla de la cámara llega solo a 28,9°. Una señal interior justo tras una esquina queda a 31–40° hasta que es tarde para cambiar de lado: el coche la pasaba por el lado equivocado en los campos 3 y 4 CW.

Cuando la próxima señal no tiene color y está entre 0,6 y 1,4 unidades delante, el coche se para, retrocede con el volante a fondo hacia el lado contrario hasta que el morro gira 15° hacia la señal y espera 0,5 s (tres cuadros de la cámara). Luego sigue: el plan ya tiene el color y el volante del paso 6 recupera la línea. Se hace una sola vez por asiento. Dura unos 2 s y el reglamento lo permite (9.21: ir hacia atrás dentro de la misma sección).

Los campos 3 y 4 CW pasaron de 0 a 5 de 5 semillas.

Parar

Tras 24,7 unidades (tres vueltas y 0,7 m dentro de la recta de salida) frena: a 1,2 unidades del final baja a 0,15 m/s y se detiene dentro de la sección de salida. El juez exige 30 s parado.

Cuando hay algo delante

Si algo queda a menos de 0,16 m al frente, retrocede 0,8 s a 0,15 m/s y vuelve a intentar. Y si el último escaneo tiene más de 0,35 s, frena: con datos viejos no se conduce.

Escríbelo

En este paso

• Escribes: mission.py (Params, make_params y la clase Mission con observe y step) y strategy.py (Strategy(ObstacleStrategyBase) con update).
• Copias hecho: el drive.py final.

git show obstacle-step-7:src/my_obstacle/my_obstacle/drive.py > src/my_obstacle/my_obstacle/drive.py

Paso 7.1: los parámetros

Params es un dataclass con todo lo que se puede ajustar sin tocar el código: cruise_speed 0,35, pillar_speed 0,30, finish_speed 0,15, pillar_clearance 0,18, pillar_lookahead 1,80, steer_kp 1,5, steer_kd 0,2, steer_limit 0,307, stop_progress 24,7, park 0, park_after 24, park_speed 0,06, park_margin 0,015 y scan_max_age 0,35. make_params(values) rechaza los nombres que no conoce (ValueError): un parámetro mal escrito no puede pasar en silencio.

Paso 7.2: Mission.observe y Mission.step

• observe(observations, stamp): guarda las observaciones de la cámara para la memoria de señales.
• step(now, scan, scan_stamp, clusters, yaw, gyro, distance) → (speed, steer, state): clusters son los de scan (scan_clusters, de robotek_course.obstacle_vision), yaw el giroscopio integrado, gyro la velocidad de giro con sesgo y distance la odometría desde el tick anterior. state es SETUP, RUN, PARK (paso 8) o STOP: la misión termina en STOP, no en DONE.

En RUN, cada escaneo nuevo pasa por memory.remember; luego la siguiente señal (next_sign), el plan (plan.with_offsets(memory.ahead(...)), plan.sign_knots, corner.merge), la salida, mirar, el volante (follow.steer con self.offset_at) y la velocidad.

Paso 7.3: la salida y mirar

Dos métodos que devuelven None cuando no les toca actuar, o (speed, steer, 'RUN') mientras actúan; _run los consulta antes del volante con self._start(now) or self._look(now, th).

• _start(now): quieto START_LOOK (0,25 s, hasta 1 s si la señal de delante no tiene color); después retrocede a 0,15 m/s hasta phi ≤ _backup_to, con lo que diga _backup().
• _look(now, th): la máquina back → look → fin, con el conjunto de asientos ya mirados.

Paso 7.4: la estrategia

class Strategy(ObstacleStrategyBase):
    def __init__(self, direction='auto', parking=False, params=None):
        super().__init__()
        values = dict(params or {})
        if parking:
            values.setdefault('park', 1.0)
        self.direction = direction          # the mission reads it from the walls; kept for the record
        self.mission = Mission(values)
        self._clusters = []
        self._clusters_stamp = None

    def update(self, now, dt):
        if self.new_scan and self.scan_stamp != self._clusters_stamp:
            self._clusters, self._clusters_stamp = scan_clusters(self.scan), self.scan_stamp
        self.mission.observe(self.signs, self.signs_stamp)
        speed, steer, state = self.mission.step(now, self.scan, self.scan_stamp, self._clusters,
                                                self.yaw, self.gyro, self.travelled)
        self.gyro_bias = self.mission.gyro_bias
        self.label = state
        self.done = state == 'STOP'
        self.parked = self.mission.parking is not None and self.mission.parking.state == 'PARKED'
        return speed, steer

    def _backup(self):
        """Metres to back up so the side change to the first sign fits (0.55 m + 0.8 m per metre
        of shift). A sign in the middle seat comes from a one-sign card, so the seat behind is empty
        (rules, fig. 8c); with a sign at the end seat it may not be, and the car does not back up."""
        if self.pillar is None or self.pillar[1] % 2.0 != 0.5:
            return 0.0
        hold = self.pillar[1] - plan.HOLD
        need = 0.55 + 0.8 * abs(self.offset_at(hold)) - (hold - self.phi)
        return lane.clamp(need, 0.0, BACKUP_LIMIT)

Pruébalo

python -m pytest course/tests/obstacle/test_obstacle_step_7.py -q        # 10 passed
python3 -m robotek_evaluation.obstacle_lab --strategy my_obstacle.strategy:Strategy --layouts 0-4 --seeds 0-4 --workers 8
ros2 launch robotek_course obstacle_round.launch.py strategy:=my_obstacle seed:=4 direction:=ccw parking:=false gui:=true
python3 course/obstacle/verify_step.py 7          # Gazebo sin ventana: exige 40 puntos y ronda válida

El laboratorio imprime una línea por ronda (puntos, tiempo, válida, margen, fallo) y el total. Gazebo imprime la puntuación del árbitro al terminar.

Rómpelo

1. Quita la condición del asiento central y retrocede siempre: en el campo 4 el coche choca con la señal del asiento 0 al salir.
2. Desactiva «mirar»: los campos 3 y 4 CW vuelven a fallar por lado.

Si algo falla

• No arranca. Sin /start no hay ronda: lo publica el árbitro (o el botón del coche real).
• ValueError: Unsupported parameters. Un nombre de parámetro mal escrito: make_params no lo acepta.
• Se pasa de la sección de salida. Revisa el progreso de parada (24,7) y la rampa de frenado.

Resumen

• Tres estados; la salida y mirar son fases cortas dentro de RUN.
• Retroceder en la salida solo cuando el reglamento garantiza que no hay nada detrás.
• Parar a mirar una señal sin color: de 30 a 44 rondas válidas de 50.

Antes de seguir

• test_obstacle_step_7.py da 10 passed.
• Una ronda completa en Gazebo con 40 puntos.