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mcm-26-b/docs/协议规则表与状态机.md
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协议规则表、字段表与状态机(P0 交付)

依据:issue/附件/附件1.docx《模拟器使用说明》、issue/附件/附件2.docx《模拟器通信接口说明及编程指南》。 本文是人类可读版本;可执行版本是 src/mcm26b/protocol/rules.py(字段表与错误语义)、 src/mcm26b/protocol/timing.py(计时模型)与 src/mcm26b/config.py(全部常量), 三者由 tests/test_protocol_timing.py、tests/test_protocol_client.py 固化验收。

1. 动作与耗时规则表

动作 指令 虚拟耗时 说明
开始 POST /enter 0 初始位置 (0,0),初始频道 1;虚拟/程序时钟开始
检测 POST /measure 5 + 移动 + 换频道 无论结果(no_signal/near/direction)均为 5s
清除 POST /clear 未发现 3 / 成功 5 + 移动 5 = 光学定位 3 + 激光清除 2;不切换测向频道
结束 POST /exit 0 成功响应中 exit_reason 固定 user_exit
切换频道 无独立指令 1 只由合法 /measure 的 channel 变化推断
移动 无独立指令 直线距离/5(m/s) 由 /measure 或 /clear 的 position 推断

派生事实(易错点):

  • 一次合法 /measure 完成后,测向机频道更新为本次检测频道;
  • /clear 的 channel 只是目标频道,既不切频道、也不产生切换耗时,因此 "清除后原地再测"的耗时只取决于上一次 /measure 的频道;
  • 只有 accepted=true 的请求推进虚拟时钟;accepted=false 的 virtual_time_s=0 不是当前时刻;
  • 5 秒检测只是虚拟耗时,不要求现实等待。

2. 字段表

公共请求字段(4 条指令都必填):

字段 类型 约束
arena_id string 必须为 "default"
robot_id string 逐字节等于登录参赛队号;UTF-8 长度 1..64;无控制字符
request_id string 会话内幂等键;UTF-8 长度 1..128;无控制字符

动作字段(实现见 rules.ACTION_FIELDS):

指令 字段 约束
/enter (无附加)
/measure position{x,y}, channel x/y 有限数值且 |v|<=2,000,000;channel 整数 1..20(1.0 亦接受,1.5 拒绝)
/clear position{x,y}, channel 同上;channel 是目标频道
/exit (无附加)

响应字段:

场景 字段
所有响应 accepted, real_timestamp_ms, virtual_time_s
accepted=false 仅上述 3 个字段(virtual_time_s=0)
/enter 成功 + max_virtual_duration_s, max_real_duration_s, remaining_real_duration_s
/measure 成功 + measure_result ∈ {no_signal, near, direction};direction 时另有 svd_deg(保留两位小数)
/clear 成功 + clear_result ∈ {success, no_target_in_range}
/exit 成功 + exit_reason = "user_exit"

错误语义(必须同时检查 HTTP 状态与 accepted):

情形 结果 对 request_id 的影响
JSON 语法/重复键/缺字段/类型/坐标频道范围 HTTP 400 不占用,修正后可复用
未知字段(含 position 下)、arena/robot 不匹配、测试状态拒绝 HTTP 200, accepted=false 不占用
动作被接受 HTTP 200, accepted=true 占用
同 ID 不同内容,或并发不同动作 HTTP 409 —
网络失败重试同一动作 复用原 ID+原内容,服务器回放首次响应 不重复生效
429/500 可原样重试 —
404/405/413/415 确定性错误,不得重试 —

物理规则速查:Ω 半径 1800m;源数 10–16;频道 1–20;接收半径 [1000,1500]m(逐源未知); near 阈值 5m;清除半径 20m(与定向朝向无关);定向覆盖 = 朝向两侧各 90°(含边界); 示向度误差幅度 ±1°,保留两位小数;虚拟限时 360000s;程序限时 1200s(以 /enter 的 remaining_real_duration_s 为准,不得假定恒为 1200);测试窗口 25 分钟。

3. 状态机

机器狗会话状态(protocol.state.RobotState + 客户端会话标志):

            /enter accepted           /exit accepted
  [未进入] ───────────────▶ [已进入] ───────────────▶ [已退出]
     │ accepted=false            │ accepted=false           │ 任何动作 accepted=false
     └── 不变                    └── 不变                   └── 不变

[已进入] 状态内跟踪:position、测向机 channel、virtual_time_s。转移规则:

事件 position channel virtual_time_s
/enter accepted (0,0) 1 0
/measure accepted ← 本次 position ← 本次 channel ← 响应值(=旧值+移动+切换+5)
/clear accepted ← 本次 position 不变 ← 响应值(=旧值+移动+3或5)
/exit accepted 不变 不变 ← 响应值
accepted=false / 网络 / 400 不变 不变 不变

虚拟时刻以最近一次 accepted=true 的响应为准;本地预测(timing 模块)只用于 规划与一致性核对,偏差记入 RobotState.mismatches 并写日志(strict 模式抛错)。

4. 计时示例逐步推演(附件1表2 = 附件2第10节)

步 指令 移动 换频道 动作 本步 累计
1 /enter 0 0 0 0 0
2 /measure (300,400) ch1 500m→100s 0(初始即1) 5 105 105
3 /measure (300,400) ch2 0 1 5 6 111
4 /clear (300,0) 目标ch3 400m→80s 0(clear不切频道) 3(未发现) 83 194
5 /measure (300,0) ch2 0 0(第3步后已是2,clear未改) 5 5 199
6 /exit 0 0 0 0 199

验收:uv run mcm26b sim-check 通过完整客户端→本地模拟器链路复现 [105, 111, 194, 199];tests/test_protocol_timing.py::TimingModelTests 逐步断言每个分项。

5. 客户端设计要点(P1 交付)

  • 串行:完全同步,一个动作未决不发下一个;
  • 幂等重试:请求体一次性序列化为 bytes,网络失败/429/500 时原样重发 (同 request_id 同内容),最多 max_attempts 次,指数退避;400/404/405/409/413/415 立即失败;
  • accepted=false:抛 ActionRejected,状态不更新;virtual_time_s=0 不入时钟;
  • 现实预算:/enter 成功后 deadline = monotonic() + remaining_real_duration_s; 新动作前检查 剩余 > reserve_exit_s(默认 60s [工程]),/exit 豁免;
  • 日志:SessionLog 逐事件追加 JSONL(attempt/transport_error/accepted), 进程崩溃不丢已发记录,回放测试与 evaluation 复算共用同一格式;
  • 本地预校验:channel 范围、坐标有限性与 2e6 上限、robot_id/request_id 格式 在发送前拒绝(与服务器 400 语义一致,省一次往返)。