bmpf::AllDirectionsPathFinder Class Reference

Планировщик со смещениями во все стороны. More...

#include <all_directions_path_finder.h>

Inheritance diagram for bmpf::AllDirectionsPathFinder:

Collaboration diagram for bmpf::AllDirectionsPathFinder:

Public Member Functions
	AllDirectionsPathFinder (const std::shared_ptr< bmpf::Scene > &scene, bool showTrace, unsigned int maxOpenSetSize, int gridSize, unsigned int maxNodeCnt, unsigned int kG=1, unsigned int kD=0, int threadCnt=1)
Public Member Functions inherited from bmpf::NodeGridPathFinder
	NodeGridPathFinder (const std::shared_ptr< bmpf::Scene > &scene, bool showTrace, int gridSize, unsigned int maxNodeCnt, unsigned int kG=1, unsigned int kD=0, int threadCnt=1)
std::vector< std::vector< double > >	getAllProcessedStates ()
bool	findTick (std::vector< double > &state) override
std::shared_ptr< PathNode >	tryToGetNeighborPtr (std::vector< int > newCoords, const std::shared_ptr< PathNode > &parentNode, double sum)
void	buildPath () override
void	prepare (const std::vector< double > &startState, const std::vector< double > &endState) override
void	prepare (std::vector< int > &startState, std::vector< int > &endState) override
std::vector< double >	getCurrentState ()
void	nextNode ()
double	_findLinkDistance (std::vector< int > &a, std::vector< int > &b)
Public Member Functions inherited from bmpf::GridPathFinder
	GridPathFinder (const std::shared_ptr< bmpf::Scene > &scene, bool showTrace, int gridSize, int threadCnt=1)
std::vector< double >	coordsToState (std::vector< int > &coords) const
std::vector< double >	coordsToState (std::vector< int > coords, unsigned long robotNum)
bool	checkCoords (std::vector< int > coords)
std::vector< std::vector< double > >	findGridPath (std::vector< int > &startCoords, std::vector< int > &endCoords, int &errorCode)
bool	checkCoords (const std::vector< int > &coords, unsigned int robotNum)
virtual std::vector< int >	stateToCoords (std::vector< double > state)
std::vector< std::vector< double > >	checkTask (const std::vector< double > &startState, const std::vector< double > &endState, double opacity)
	проверка задания проверка задания, возвращает пустой вектор, если маршрут можно строить штатным образом, в противном случае сохраняет в _buildedPath готовый маршрут (из стартового и конечного положений) и возвращает его More...
const std::vector< std::vector< int > > &	getBuildedGridPath () const
const std::vector< double > &	getStartStateFromCoords () const
const std::vector< double > &	getEndStateFromCoords () const
const std::vector< double > &	getGridSteps () const
const double &	getMaxDist () const
const std::vector< std::vector< double > > &	getGroupedGridSteps () const
Public Member Functions inherited from bmpf::PathFinder
	PathFinder (const std::shared_ptr< bmpf::Scene > &scene, bool showTrace, int threadCnt=1)
std::vector< std::vector< double > >	findPath (const std::vector< double > &startState, const std::vector< double > &endState, int &errorCode)
void	updateCollider ()
virtual void	paint (const std::vector< double > &state, bool onlyRobot)
bool	divideCheckPathSegment (const std::vector< double > &prevPoint, std::vector< double > nextPoint, int checkCnt)
int	divideCheckPath (std::vector< std::vector< double >> path, int checkCnt)
bool	simpleCheckPath (const std::vector< std::vector< double >> &path, double maxDist)
bool	checkState (const std::vector< double > &state)
	проверяет доступность состояния Проверяет доступность углов, после проверяет состояние на коллизии More...
std::vector< double >	getRandomState ()
std::vector< double >	getPathStateFromTM (double tm)
	получить состояние по времени две соседние точки считаются разделёнными единичным временным интервалом. More...
bool	checkCollision (const std::vector< double > &state)
void	addObjectToScene (std::string path)
void	deleteObjectFromScene (long robotNum)
double	getPathLength () const
bool	isReady () const
bool	getThreadCnt () const
void	setReady (bool ready)
std::vector< double > &	getStartState ()
std::vector< double > &	getEndState ()
int	getErrorCode () const
const std::vector< std::vector< double > > &	getBuildedPath () const
const std::shared_ptr< bmpf::Scene > &	getScene () const
const std::shared_ptr< bmpf::Collider > &	getCollider () const
double	getCalculationTimeInSeconds () const

Protected Member Functions
std::shared_ptr< PathNode >	_forEachNeighbor (std::shared_ptr< PathNode > currentNode, std::vector< int > &endCoords) override
Protected Member Functions inherited from bmpf::NodeGridPathFinder
void	_moveNodeFromOpenedToClosed (const std::shared_ptr< PathNode > &node)
bool	_findCoordsInClosedList (std::vector< int > &coords)
bool	_findCoordsInOpenedList (std::vector< int > &coords)
double	_getPathNodeWeight (std::vector< int > curCoords, std::vector< int > &endCoords)
Protected Member Functions inherited from bmpf::GridPathFinder
virtual std::vector< int >	_findFreePoint (std::vector< int > coords, unsigned long pos, unsigned long maxPos, const std::vector< double > &state)
	поиск координат соседней свободной точки Это - рекуррентный метод, он пробует прибавить -1, 0 и 1 к каждой из координат из интервала [pos, maxPos] включительно More...

Protected Attributes
unsigned int	_maxOpenSetSize
Protected Attributes inherited from bmpf::NodeGridPathFinder
unsigned int	_kG
unsigned int	_kD
std::shared_ptr< PathNode >	_endNode
std::vector< std::shared_ptr< PathNode > >	_closedNodes
std::unordered_set< long >	_closedStateConvCodeSet
std::set< PathNodePtr >	_openSet
unsigned int	_maxNodeCnt
Protected Attributes inherited from bmpf::GridPathFinder
std::vector< double >	_gridSteps
std::vector< std::vector< double > >	_groupedGridSteps
int	_gridSize
std::vector< int >	_startCoords
std::vector< int >	_endCoords
std::vector< double >	_startStateFromCoords
std::vector< double >	_endStateFromCoords
double	_maxDist
bool	_coordsUsed = false
std::vector< std::vector< int > >	_buildedGridPath
Protected Attributes inherited from bmpf::PathFinder
double	_pathLength {}
int	_errorCode
std::shared_ptr< bmpf::Scene >	_scene
bool	_showTrace
std::shared_ptr< bmpf::Collider >	_collider
bool	_ready
bool	_threadCnt
std::vector< double >	_endState
std::vector< double >	_startState
std::vector< std::vector< double > >	_buildedPath
std::chrono::time_point< std::chrono::system_clock >	_startTime
double	_calculationTimeInSeconds

Additional Inherited Members
Static Public Member Functions inherited from bmpf::PathFinder
static void	infoPath (const std::vector< std::vector< double >> &path)
static Json::Value	getJSONPath (std::vector< std::vector< double >> path)
static std::vector< std::vector< double > >	getPathFromJSON (const Json::Value &json)
static void	savePathToFile (std::vector< std::vector< double >> path, const std::string &filename)
static std::vector< std::vector< double > >	loadPathFromFile (const std::string &filename, std::string &scenePath)
static std::vector< std::vector< std::vector< double > > >	loadPathsFromFile (const std::string &filename, std::string &scenePath)
static std::vector< std::vector< double > >	splitPath (std::vector< std::vector< double >> path, unsigned long partCnt)
static std::vector< double >	getPathStateFromTM (std::vector< std::vector< double >> &path, double tm)
	получить состояние по времени две соседние точки считаются разделёнными единичным временным интервалом. More...
static double	calculatePathLength (std::vector< std::vector< double >> path)
Static Public Attributes inherited from bmpf::NodeGridPathFinder
static const int	ERROR_REACHED_MAX_NODE_CNT = 4
Static Public Attributes inherited from bmpf::GridPathFinder
static const int	ERROR_CAN_NOT_FIND_FREE_START_POINT = 2
static const int	ERROR_CAN_NOT_FIND_FREE_END_POINT = 3
Static Public Attributes inherited from bmpf::PathFinder
static const int	NO_ERROR = -1
static const int	ERROR_CAN_NOT_FIND_PATH = 1

Detailed Description

Планировщик со смещениями во все стороны.

Суть планирования на сетке заключается в том, что каждой вещественной координате состояния мы ставим в соответствие целочисленную координату из заданного диапазона. В данном планировщике предполагается, что каждая координата состояния разбивается на равное число точек (_gridSize)

Планировщик основан на алгоритме A*, при этом в качестве ошибки используется две величины: ошибка по углам поворота робота и ошибка по положениям звеньев. Им соответствуют коэффициенты kG и kD

Получается, что в данном планировщике одно и тоже пространство конфигураций описывается двумя пространствами: вещественным пространством состояний и целочисленным пространством координат. При этом размерности пространств совпадают.

Методы, реализованные в этом классе, позволяют переходить от вещественного пространства к целочисленному и наоброт.

Логика работы планировщика следующая: 1) подготовка к тактам поиска пути 2) выполнение тактов поиска пути с попутным заполнением тех или иных структур 3) если путь найден из этих структур собирается путь и сохраняется в переменную _buildedPath

Constructor & Destructor Documentation

AllDirectionsPathFinder()

bmpf::AllDirectionsPathFinder::AllDirectionsPathFinder ( const std::shared_ptr< bmpf::Scene > &  scene, bool  showTrace, unsigned int  maxOpenSetSize, int  gridSize, unsigned int  maxNodeCnt, unsigned int  kG = 1, unsigned int  kD = 0, int  threadCnt = 1  )

inlineexplicit

конструктор

Parameters

scene	сцена
showTrace	флаг, нужно ли выводить информацию во время поиска пути
maxOpenSetSize	максимальный размер открытого множества
gridSize	размер сетки планирования
maxNodeCnt	максимальное кол-во нод в закрытом множестве
kG	коэффициент разницы в углах поворота сочленений робота
kD	коэффициент разницы в положениях звеньев робота
threadCnt	количество потоков планировщика

Member Function Documentation

_forEachNeighbor()

std::shared_ptr< PathNode > AllDirectionsPathFinder::_forEachNeighbor ( std::shared_ptr< PathNode >  currentNode, std::vector< int > &  endCoords  )

overrideprotectedvirtual

для всех соседей текущей ноды метод должен добавить только подходящих в множество _openSet, если один из соседей имеет целевые указания (т.е. найден путь), то возвращаем указатель на эту ноду, в противном случае должен быть возвращён nullptr

Parameters

currentNode	текущая нода
endCoords	целевые координаты

Returns

найденная нода или null

Implements bmpf::NodeGridPathFinder.

Member Data Documentation

_maxOpenSetSize

unsigned int bmpf::AllDirectionsPathFinder::_maxOpenSetSize

protected

максимальный размер открытого множества

---

The documentation for this class was generated from the following files:

• project/find_path/find_path_core/include/all_directions_path_finder.h
• project/find_path/find_path_core/src/all_directions_path_finder.cpp