【PC游戏】带你走近RoboMaster,属于青年工程师的“电子竞技”


3楼猫 发布时间:2022-09-14 10:07:05 作者:绫波Official Language

零、引言

提起机器人对抗,不知道各位会想起些什么作品呢?比如日本的EVA(新世纪福音战士)和高达系列作品。而有的小伙伴会想到前重生工作室大名鼎鼎的《泰坦陨落》系列。抑或是早年间的科幻电影

《铁甲钢拳》。这些作品的战斗场面,让我们领略到了钢铁机甲的浪漫。

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而现实中的机器人对抗会是什么样的呢?或许有的玩家看过前几年美国和日本之间的机甲对抗赛GiantRobot,虽然不像游戏和电影中那么炫酷,但还是让观众属实过了把眼瘾。

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而国内有没有这样的机器人对抗赛呢?当然是有的,那便是由共青团中央、深圳市政府等主办,大疆科技发起并承办的RoboMaster机甲大师赛

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一、什么是RoboMaster?

RoboMaster机甲大师赛,简称RM,是一项射击对抗类机器人竞赛。相比于以前较为单一的机器人竞赛模式,RM的竞技性和难度系数基本上都是较高的。近些年来,这项赛事逐渐出海,也吸引了众多海外高校的参与。

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比赛的模式参考了类DOTA游戏的地图和目标,参赛双方在一张对称的地图上面(可以参考DOTA),操作机器人进行射击对抗,目标是通过对敌方进行击杀得分或者摧毁敌方基地以赢得比赛。

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其中,机器人分为英雄、步兵、工程、无人机和哨兵等,操作手则是通过电脑对机器人进行控制,采用第一人称视角(类似于FPS游戏的界面)。

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RM和传统电子游戏最大的不同是,这是一项跨越了软件与硬件,还有研发与操作的竞赛——比赛的机器人均为参赛队伍自行设计,在规则之内任意进行自定义改装,通常需要多个学院的学生协作完成,因而对高校参赛队伍的创新能力提出了很大的挑战。

二、RM的竞赛规则

RoboMaster的规则每年都在变化,经常会有新要素的加入,而我在学校机器人研发中心工作的时间在2019年左右,因而规则介绍会以那时候的版本为主,对比赛感兴趣的读者不妨看看近两年的比赛或者下载最新的规则手册阅读。

1.竞赛目标

竞赛的主要目标是——通过计算机远程操作场地内的机器人队伍,通过击杀对手或者摧毁对方基地以获得胜利。

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2.参赛机器人

在技术规范的约束之下,参赛机器人均由参赛队伍自行设计组装完成。

其中,约束条件包括底盘动力输出功率、尺寸、枪管射速等,具体请参考数据手册。

1)步兵

步兵是基本机器人单位,拥有较少的血量,只能发射普通弹丸,可以类比为轻型坦克。步兵单位在死亡后可以在补血点复活。

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2)英雄

英雄单位每队仅有一台,相比步兵体型更大,血量更厚,攻速更快,且可以携带高伤害的大弹丸,可以当作是重型坦克,英雄单位在死亡后可以在补血点复活

除了手动射击模式之外,步兵和英雄都可以配备“自瞄外挂”,自动锁定敌方装甲板。

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3)工程

工程车是后勤单位,可以爬上资源岛获取弹药,也能拖拽单位进入工程站进行维修。而工程单位也拥有较高的血量,且可以自动恢复生命值,但无法进行攻击,死亡后可以原地复活。

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4)哨兵

哨兵类似于DOTA中的“防御塔”,目的是保护基地,可以携带有限数量的弹丸进行射击(不可补充)。当哨兵被击毁之后,基地的护盾自动解除。

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5)无人机

无人机又称空中机器人,可以在比赛开始后一段时间升空,携带一定数量的弹丸对敌方地面单位进行扫射。携带弹丸的数量随待机时间增加而增加,而空中单位不可被地面单位所攻击。

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后面几年又增加了新单位,由于我不太熟悉就不介绍了。

3.地图介绍

比赛的场景借鉴了DOTA的地图,但增加了很多中立场景,可以获得不同的BUFF。

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资源岛——存放着弹药箱,在工程单位可以从中拾取弹药为队友提供补给

能量机关——能量机关在场地中央,可以通过弹丸射击激活,激活后可获得攻击和防御加成

补给区——在这一区域,双方步兵和英雄可以自行获得弹丸补给,并恢复生命值

桥头、关口、碉堡——占领这些区域,可以取得场地加成,提高攻击和防御,或者延长枪口过热时间等。

哨兵轨道——哨兵只能在轨道上滑动进行防御

飞行区——无人机只能在该区域进行活动,对敌方单位进行攻击

4.裁判机制

1)伤害机制

无论是地面还是天空单位,对敌方地面单位造成伤害的方式均为使用弹丸击中装甲板。而对基地造成伤害必须击中其核心区,在哨兵未被击杀的情况下,基地是被护盾板挡住大部分区域的。其中虚拟护盾可以通过攻击进行临时解除。

在护盾未被击穿的情况下,可以通过对顶部进行“吊射”的方式攻击。

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如图为基地

2)经验和升级机制

随着时间的推移,步兵和英雄单位可以持续获得经验值增长,在升级之后获得属性提升,在死亡过程中无法获得经验值。对敌方单位进行击杀的时候,可以获得经验值。其中,“第一滴血”击杀有额外奖励。

3)过热扣血机制

枪管有冷却值限制,超过一定过热范围会做出扣血惩罚。

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如图为操作端界面(没有连接机器人)

4)底盘功率限制

规则对于机器人的动力做出了一定限制,步兵和英雄单位如果功率超限,会按百分比扣除血量,而哨兵功率超限则会做出底盘断电判罚。

5)复活和回血机制

当地面单位到达补血点后,可以逐渐回复生命值。单位阵亡之后,除工程单位可以原地冷却复活外,其他单位必须在复活点复活。

三、RoboMaster的挑战和难点在哪?

因为赛事的特殊性,RoboMaster在团队、经费和场地等方面对参赛院校都是不小的挑战。

团队方面,RM的参赛机器人通常需要多个学院的同学协同研发,包括机械、算法、电控等分组,还需要招募熟练的操作手。此外,还需要一个完整的保障团队提供实验室研发的管理工作,在比赛期间做好后勤工作。

我们学校的机器人研发中心有这样一条标语:“今日不出图,明日赛场哭”

对于研发组的同学来说,实验室就是自己的家,吃睡都在实验室,通宵加班都是日常,除了上课时间,同学基本上都见不到他们。为了取得更好的比赛成绩,实验室的大家吃再多苦都值得。

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经费方面,由于RM的参赛机器人全部都是自行设计完成,而且需要追求最佳性能,因而在物料方面有不小的开销——比如定制加工的车辆骨架、高性能嵌入式CPU、稳定的电源管理电路、高清的图传设备和高速图像识别模块。

说起我所在学校机器人研发中心,从一年预算只有几万,到现在每年预算几十万,经历了一个非常辛酸的过程,这都是我们的前辈用自己的成绩证明自己,用自己的汗水换来的。

场地方面,不仅需要大量的位置用于软硬件开发,还需要一个完备的配件和工具库。而要求最为特殊的,莫过于对比赛场地的复刻,一个尽可能接近比赛场景的练习场地对于机器人测试和操作的练习是非常有必要的。

我所在学校的机器人研发中心占地大约300㎡,其中有一半以上的区域是练习场地。

四、一支RoboMaster团队是如何组成的?

一支RM团队是非常庞大的,那么具体有些什么组成分工呢?就以我所述学校的机器人研发中心为例吧。

我所在学校的RoboMaster团队每年的全国赛成绩基本上是在十六强左右,而在南部赛区通常是四强的成绩。

1.研发组

研发组是RM团队的核心,比赛的成绩很大程度上依赖于机器人研发的水平。研发组下设机械、电控、算法三个组,其成员来自学校的各个学院。

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1)机械组

负责机器人总体机械结构和动力的设计,成员通常来自于机电、机械等专业。机械组最常见的工作就是利用计算机软件进行建模,仿真模拟并优化机械结构。好的结构设计可以为机载仪器提供更多的空间和重量冗余,同时还能提高机动性。

2)电控组

顾名思义,电控组负责机器人的电路设计和连接,包括电源、图传、发射机构等功能的连接和控制,需要成员对软硬件的控制都较为熟练。电控组的成员通常来自于仪器、自动化、电子信息和通信工程等专业,都是电子设计的高手。

曾经我就是在电控组担任过一段时间的练习生,不过因为我的水平有限,因而通常都是做识别和接线工作稍微多一些,论控制方面,跟组里大佬比不了。

3)算法组

算法组主要对机器人的软件代码算法进行调试优化,比如自动瞄准的图像识别,大多数成员都是来自计算机类专业。好的算法在全国赛阶段尤为重要,例如和我们同属华南赛区的华南理工大学,自瞄算法就非常厉害,让我们的老师都赞不绝口。

2.操作手

操作手是赛事中直接参与比赛的队员,再好的设计也需要优秀的操作手才能发挥出威力。往往,操作手都是游戏爱好者,特别是CS玩家和坦克世界玩家,不仅需要驾驶车辆,还需要打得准。

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赛场沙盘

操作手的训练往往分为三部分——

其一,避障和驾驶训练。在实时图传的第一人称情况下,操作手要熟练地操控车辆行动并躲避障碍,这是基本功。

其二,射击训练。和CS类似,机器人的操作需要枪法和身法的结合,在准确命中敌方单位的同时,还要通过各种走位规避伤害。在合适的时候开启“小陀螺”转起来也是特殊的技巧。

其三,战术研讨。操作手在练习之余,经常需要商量战术对策,灵活多变的战术,让RM赛事拥有无限可能。

其实我也在操作组练习过一段时间,对操作有一定的了解,只不过后来在新生选拔中成绩不算高未能入选正式队员。

3.运营组

作为选手和研发组的坚实后盾,运营组统筹着整个团队的运营工作,日常事务、经费管理、拉赞助、外部宣传等都是其工作。而比赛期间,为选手和研发团队提供后勤保障能够帮助其更好的发挥出实力。能够取得优秀的成绩,运营组功不可没。

五、从RoboMaster赛事中,可以收获什么?

相比于传统的电子竞技而言,RM这项赛事参与感是极高的,和一群志同道合的伙伴共同协作,从参赛机器人的设计到比赛过程,都是团队自主完成,整个实验室的凝聚力是非常强的。并且,在赛事中代表学校出战,能被全国各地的观众关注,是非常让人激动的。

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因为我在研发组待得稍微多一点,所以我就重点说说在研发组的感受吧。

在研发的过程中,我也遇到过很多困难,也感受到了自己的水平有所不足,看到了和其他优秀同学的差距。但是,在中心这个大环境之中,大家的学习热情是非常高涨的,为了完成任务,可以废寝忘食地学习、调试,最终看到成果,学到了很多只有在工作之后才能学到的东西,这是非常让我珍视的。

在RM这项赛事中,不论大学综合水平究竟如何,决定成绩的,很大一部分是努力程度。在早早出局的队伍中,不乏985、211高校,而杀入最后全国赛的,有很多独立学院。只要努力,就能和强校同台竞技,甚至超过它们,这也是RM非常吸引人的一点。

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研发组的同学,在这个过程中积累了不少技术经验,也曾斩获不少其他奖项,比如全国大学生电子设计大赛、蓝桥杯、大创等。其中不少在本科毕业后就进入了大厂工作,包括大疆、华为、迈瑞医疗等。相信这段经历,将会对他们的人生产生更加深远的影响。

六、END

对各位刚入学的新生来说,如果你所在的院校有RoboMaster参赛队伍,而你对此非常感兴趣的话,且不甘于只是平凡地度过这四年,不妨试试加入其中吧。相信这项赛事,会为你的大学生活写下浓墨重彩的一笔。

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