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微信小程序跳一跳机器人,分数可达30万 以上

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adb + pillow + opencv + sklearn 实现的微信跳一跳机器人,分数可达 300K 以上。 adb 截图后图像直接传输给上位机,不经过手...

adb + pillow + opencv + sklearn 实现的微信跳一跳机器人,分数可达 300K 以上。
  • adb 截图后图像直接传输给上位机,不经过手机存储和 SD 卡;上位机一直在内存中处理图像,减少 IO 耗时,提高效率。
  • 使用上一次截图的目标棋盘(也是本次截图的起始棋盘)作为模版,使用 OpenCV 模版匹配寻找起始棋盘的中心坐标,根据中心坐标和棋子中心坐标的相对位置、上次计算的跳跃距离计算实际跳跃距离。替代其他项目中在“跳跃后视角平移前”进行截图的方法,不需要反复尝试调整合适的 “Magic Number”,且每次跳跃只需截图一次。简而言之,省力v,提高准确性,提高效率;
  • 为加快运行速度,只在程序初始化时训练模型,但程序运行时输出的数据可用于回归模型训练。
  • 计算两点间距离时,使用两点在跳跃方向(与水平线夹角 30 度)上的投影距离,与欧式距离相比更加精确。即下图中 OB 的距离
使用的技术和库
  • OpenCV —— 模版匹配,Canny 边缘检测
  • Pillow —— ImageDraw 模块
  • sklearn —— 线性回归,多项式回归
使用说明环境准备安装 OpenCV 和 adb 工具,MacOS 可以使用 brew 安装,其他系统请参考 OpenCV 文档 和 Android 调试桥:
  • brew install opencv
  • brew cask install android-platform-tools
安装依赖
  • pip install -r requirements.txt
设置项在项目根目录 run.py 中,有几个配置项需要修改:
  • ADB_DEVICE_SERIAL 通过 adb devices 命令得到的手机序列号;
  • TRAINING_DATASET 训练数据文件路径;
  • TRAINING_MODEL “LR” 线性回归模型,“PR” 一元多项式回归模型;
  • TRAINING_PR_DEGREE 一元多项式回归模型时,变量的最高指数;
  • JUMP_DELAY 跳跃后与下次截图之间的时间间隔,单位秒。设置太小会在下次截图时引入中心连跳的涟漪特效,会对边缘检测造成干扰,不放心的话就往大了设置;
  • SHOW_MARKED_IMG 是否在跳跃时展示标注数据的 RGB 图像。
另外,如果选择展示标注数据的 RGB 图像,还需要向 assests 目录中放入 TTF 字体文件(需支持中英文),并命名为 font.ttf,用于标注图像。由于版权问题,项目中不包含该字体文件。分辨率由于模版匹配的特性(踩过的坑第 2 点),不同分辨率手机可能需要重新采集模版图片,模版图片在 assests 目录下。本项目在分辨率为 2160*1080 的小米 6x 上运行正常,理论上相同分辨率的手机都可以直接使用项目自带的模版图片,无需重新采集。运行将跳一跳小程序打开,并点击开始游戏按钮进入游戏界面。运行:
  1. python3 run.py
复制代码输出数据格式为:
  1. [上次跳跃实际距离 pixel] [上次跳跃按压时间 ms] [上次跳跃是否跳中棋盘中心]
复制代码例如:
  1. 293.0696181049753 445 True
复制代码表示上次跳跃按压屏幕 445 ms,实际跳跃距离为 293.0696181049753 像素,且跳中了棋盘中心。该数据格式与训练数据格式相同,因此程序输出数据可保存用作下次启动程序时的模型训练数据。建议运行时将其保存到文件中:
  1. # -u 使 stdout 直接输出,不缓存
  2. python3 -u run.py > run.log
复制代码Show Time最好成绩目前运行到最高的成绩已经超过 30 万(见上图),跑了一晚上没有要停的意思,只能 Ctrl + C 了,理论上分数无上限。后续再测试每小时大概能跳 23000~24000 分。连跳中心的连击中断造成了一定的分数损失。
  • 使用并发同时进行上次跳跃评估和本次跳跃计算,提高运行速度;
  • 自动适配不同分辨率的手机屏幕;

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