feat: 发布 EM 轨迹规划首个版本

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@@ -4,11 +4,21 @@ using MultiWheelC.TrajectoryPlanning.Utils;
namespace MultiWheelC.TrajectoryPlanning.EMPlanner;
/// <summary>Deterministically projects a world pose only inside the supplied direction segment and S window.</summary>
/// <summary>
/// 在指定方向段及局部 S 窗口内确定性地投影世界位姿。
/// 投影不跨越换向边界;世界 X/Y 与距离为 m,航向为 rad,并以种子 S 消除等距候选的拓扑歧义。
/// </summary>
public sealed class FrenetProjector
{
/// <summary>
/// 等距候选比较和零长度线段识别使用的 S/距离平方数值容差 1e-14。
/// </summary>
private const double TieTolerance = 1e-14d;
/// <summary>
/// 在窗口内投影世界位姿,并以窗口起点作为等距候选的种子 S。
/// 参数:窗口与 maximumDistanceMeters 均为当前段局部 m 制距离;返回:命中距离不超过阈值时返回 true,否则 projection 为 null。
/// </summary>
public bool TryProject(Pose2D worldPose, DirectionSegmentView segment, double minimumReferenceS,
double maximumReferenceS, double maximumDistanceMeters, out FrenetProjection projection)
{
@@ -16,6 +26,10 @@ public sealed class FrenetProjector
minimumReferenceS, out projection);
}
/// <summary>
/// 在窗口内投影世界位姿,按距离、种子 S 距离及较小 S 的顺序稳定选择候选。
/// 参数:worldPose 使用世界 X/Y(m)和车身航向(rad),S 窗口、距离阈值和种子均为 m;返回:窗口非法、无候选或候选超阈值时返回 false。
/// </summary>
public bool TryProject(Pose2D worldPose, DirectionSegmentView segment, double minimumReferenceS,
double maximumReferenceS, double maximumDistanceMeters, double seedReferenceS, out FrenetProjection projection)
{
@@ -63,6 +77,10 @@ public sealed class FrenetProjector
return true;
}
/// <summary>
/// 考察被 S 窗口裁剪后的参考折线边,并将世界点的正交投影加入最优候选比较。
/// 参数:端点为世界 X/Ym)和局部 Sm),seedReferenceS 为 m;零长度(不超过 1e-14)边退化为两个端点比较。
/// </summary>
private static void ConsiderLine(Pose2D worldPose, FrenetReferencePoint start, FrenetReferencePoint end,
double seedReferenceS, ref Candidate best)
{
@@ -84,12 +102,20 @@ public sealed class FrenetProjector
Consider(worldPose, referenceS, x, y, seedReferenceS, ref best);
}
/// <summary>
/// 将一个离散参考点作为投影候选参与比较。
/// 参数:point 的位置为世界 m 制坐标,seedReferenceS 为局部 m 制种子;结果通过 best 原位更新。
/// </summary>
private static void ConsiderPoint(Pose2D worldPose, FrenetReferencePoint point, double seedReferenceS,
ref Candidate best)
{
Consider(worldPose, point.ReferenceS, point.X, point.Y, seedReferenceS, ref best);
}
/// <summary>
/// 依据世界平面平方距离登记候选,并按确定性优先级替换当前最佳值。
/// 参数:referenceS、x、y 与 seedReferenceS 分别为局部 S(m)和世界坐标(m);平方距离由内部计算,单位 m²。
/// </summary>
private static void Consider(Pose2D worldPose, double referenceS, double x, double y, double seedReferenceS,
ref Candidate best)
{
@@ -101,13 +127,25 @@ public sealed class FrenetProjector
best = candidate;
}
/// <summary>
/// 判定投影计算的标量是否有限。
/// 参数:value 为任意实数;返回:NaN 与无穷均返回 false。
/// </summary>
private static bool IsFinite(double value)
{
return !double.IsNaN(value) && !double.IsInfinity(value);
}
/// <summary>
/// 保存一个待比较的折线投影候选。
/// ReferenceS 和 SeedDistance 使用 mSquaredDistanceMeters 使用 m²,优先级由距离、种子距离及较小 S 依次决定。
/// </summary>
private sealed class Candidate
{
/// <summary>
/// 创建投影候选。
/// 参数:referenceS 与 seedDistance 为 msquaredDistanceMeters 为 m²;调用方仅传入有限的已计算值。
/// </summary>
public Candidate(double referenceS, double squaredDistanceMeters, double seedDistance)
{
ReferenceS = referenceS;
@@ -115,10 +153,25 @@ public sealed class FrenetProjector
SeedDistance = seedDistance;
}
/// <summary>
/// 候选在当前方向段的局部参考弧长 S,单位 m。
/// </summary>
public double ReferenceS { get; }
/// <summary>
/// 候选世界位置到车辆位置的距离平方,单位 m²。
/// </summary>
public double SquaredDistanceMeters { get; }
/// <summary>
/// 候选 S 与调用方种子 S 的绝对距离,单位 m。
/// </summary>
public double SeedDistance { get; }
/// <summary>
/// 比较两个候选的稳定优先级。
/// 参数:other 为非空候选;返回:平方距离差超过 1e-14 时取较小者,随后取较近种子,仍相等时取较小 S。
/// </summary>
public bool IsPreferredTo(Candidate other)
{
if (SquaredDistanceMeters < other.SquaredDistanceMeters - TieTolerance) return true;
@@ -129,3 +182,7 @@ public sealed class FrenetProjector
}
}
}
/// <summary>
/// 在窗口内投影世界位姿,按距离、种子 S 距离及较小 S 的顺序稳定选择候选。
/// 参数:worldPose 使用世界 X/Y(m)和车身航向(rad),S 窗口、距离阈值和种子均为 m;返回:窗口非法、无候选或候选超阈值时返回 false。
/// </summary>