using System;
namespace MultiWheelC.TrajectoryPlanning.Mapping;
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/// 供粗路径规划使用的不可变地图快照。
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/// 单位:世界查询方法使用 m; 和 保留原始 mm 数据。
/// 注意:世界坐标越界一律按占据处理,净距离为零。
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public sealed class PlanningGridMap
{
private readonly byte[] _occupied;
private readonly double[] _conservativeDistances;
internal PlanningGridMap(MapBoundsMm bounds, float resolutionMm, int rows, int cols, byte[] occupied, double[] conservativeDistances,
long snapshotId, bool planningReady, string planningBlockReason, string inputFingerprint, string occupancyHash)
{
Bounds = bounds; ResolutionMm = resolutionMm; Rows = rows; Cols = cols;
_occupied = occupied; _conservativeDistances = conservativeDistances;
SnapshotId = snapshotId; PlanningReady = planningReady; PlanningBlockReason = planningBlockReason ?? string.Empty;
InputFingerprint = inputFingerprint ?? string.Empty; OccupancyHash = occupancyHash ?? string.Empty;
}
/// 源环境图的世界边界,单位 mm,采用左闭右开规则。
public MapBoundsMm Bounds { get; }
/// 源环境图的栅格边长,单位 mm。
public float ResolutionMm { get; }
/// 规划世界查询对应的栅格边长,单位 m。
public double ResolutionMeters { get { return ResolutionMm / 1000d; } }
/// 栅格行数。
public int Rows { get; }
/// 栅格列数。
public int Cols { get; }
/// 工厂为本次返回快照分配的单调编号,用于区分不同构建结果。
public long SnapshotId { get; }
/// 地图是否允许进入粗路径规划。true 时可直接查询;false 时应先处理 。
public bool PlanningReady { get; }
/// 禁止规划的原因。 为 true 时为空字符串。
public string PlanningBlockReason { get; }
/// 完整建图输入的稳定指纹,用于识别精确输入缓存命中。
public string InputFingerprint { get; }
/// 占据栅格内容哈希,用于识别可复用的占据与距离数组。
public string OccupancyHash { get; }
/// 查询世界位置是否占据。参数 xMeters、yMeters 单位为 m;位置越界时保守地返回 true。
public bool IsOccupiedWorld(double xMeters, double yMeters)
{
return !TryWorldToGrid(xMeters, yMeters, out int row, out int col) || _occupied[row * Cols + col] != 0;
}
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/// 查询到最近障碍物的保守净距离下界。
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/// 参数:xMeters、yMeters 为世界坐标,单位 m。
/// 返回:单位 m 的非负距离下界;地图内无障碍物时为正无穷,越界时为零。
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public double GetConservativeObstacleDistanceMeters(double xMeters, double yMeters)
{
return !TryWorldToGrid(xMeters, yMeters, out int row, out int col) ? 0d : _conservativeDistances[row * Cols + col];
}
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/// 将规划世界坐标转换为栅格索引。
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/// 参数:xMeters、yMeters 为世界坐标,单位 m;row、col 为输出索引。
/// 返回:位置在地图内时为 true 并写入索引;否则返回 false,两个输出均为 -1。
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public bool TryWorldToGrid(double xMeters, double yMeters, out int row, out int col)
{
row = -1; col = -1;
double xMm = xMeters * 1000d, yMm = yMeters * 1000d;
if (xMm < Bounds.XMin || xMm >= Bounds.XMax || yMm < Bounds.YMin || yMm >= Bounds.YMax) return false;
col = (int)Math.Floor((xMm - Bounds.XMin) / ResolutionMm);
row = (int)Math.Floor((yMm - Bounds.YMin) / ResolutionMm);
return row >= 0 && row < Rows && col >= 0 && col < Cols;
}
/// 按行列索引查询占据状态。参数从零开始;任一索引越界时返回 true。
public bool IsOccupied(int row, int col) { return row < 0 || row >= Rows || col < 0 || col >= Cols || _occupied[row * Cols + col] != 0; }
internal byte[] CopyOccupied() { return (byte[])_occupied.Clone(); }
internal bool OccupancyEquals(PlanningGridMap other)
{
if (other == null || Rows != other.Rows || Cols != other.Cols || ResolutionMm != other.ResolutionMm || !Bounds.Equals(other.Bounds) || _occupied.Length != other._occupied.Length) return false;
for (int i = 0; i < _occupied.Length; i++) if (_occupied[i] != other._occupied[i]) return false;
return true;
}
internal PlanningGridMap WithMetadata(long snapshotId, bool planningReady, string blockReason, string inputFingerprint, string occupancyHash)
{
return new PlanningGridMap(Bounds, ResolutionMm, Rows, Cols, _occupied, _conservativeDistances, snapshotId, planningReady, blockReason, inputFingerprint, occupancyHash);
}
}