#
vincentlu
2025-05-13 ebd2f4397a92c6a5096de1b86d59154363344720
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
# -*- coding: utf-8 -*-
 
import ast
import multiprocessing
import sys
import numpy as np
import json
import time
import redis
from collections import deque, defaultdict
 
radiusLen = None
 
# 将字符串转换为浮点型数组
def convert_to_float_array(str_array):
    if isinstance(str_array, str):
        return np.array(ast.literal_eval(str_array), dtype=float)
    elif isinstance(str_array, list) or isinstance(str_array, np.ndarray):
        return np.array(str_array, dtype=float)
    return np.array([], dtype=float)
 
def getWaveScopeByCode_iterative(x, y, codeMatrix, cdaMatrix, radiusLen):
    """
    使用广度优先搜索(BFS)并跟踪扩展方向,以避免递归深度过大和不必要的资源浪费。
    当遇到 'NONE' 节点时,仅在当前方向上继续扩展。
    """
    includeList = []
    existNodes = set()
    queue = deque()
 
    # 初始节点,没有方向
    originNode = {"x": x, "y": y, "dir": None}
    queue.append(originNode)
    existNodes.add((x, y))
 
    while queue:
        node = queue.popleft()
        node_x, node_y, current_dir = node['x'], node['y'], node['dir']
 
        # 根据当前方向决定扩展的方向
        if current_dir is None:
            # 如果没有方向,向四个方向扩展
            neighbors = [
                (node_x + 1, node_y, 'right'),
                (node_x - 1, node_y, 'left'),
                (node_x, node_y + 1, 'down'),
                (node_x, node_y - 1, 'up')
            ]
        else:
            # 如果有方向,仅在该方向上扩展
            if current_dir == 'right':
                neighbors = [(node_x + 1, node_y, 'right')]
            elif current_dir == 'left':
                neighbors = [(node_x - 1, node_y, 'left')]
            elif current_dir == 'down':
                neighbors = [(node_x, node_y + 1, 'down')]
            elif current_dir == 'up':
                neighbors = [(node_x, node_y - 1, 'up')]
            else:
                neighbors = []
 
        for nx, ny, direction in neighbors:
            # 检查边界条件
            if (nx < 0 or nx >= codeMatrix.shape[0] or ny < 0 or ny >= codeMatrix.shape[1]):
                continue
            if (nx, ny) in existNodes:
                continue
 
            existNodes.add((nx, ny))
            neighbor_code = codeMatrix[nx, ny]
 
            if neighbor_code == 'NONE':
                # 遇到 'NONE' 节点,继续在当前方向上扩展
                queue.append({"x": nx, "y": ny, "dir": direction})
            else:
                # 检查距离条件
                o1Cda = convert_to_float_array(cdaMatrix[x, y])
                o2Cda = convert_to_float_array(cdaMatrix[nx, ny])
 
                num1 = (o1Cda[0] - o2Cda[0]) ** 2
                num2 = (o1Cda[1] - o2Cda[1]) ** 2
                if num1 + num2 <= radiusLen ** 2:
                    includeList.append({
                        "x": int(nx),
                        "y": int(ny),
                        "code": str(codeMatrix[nx, ny])
                    })
                    # 非 'NONE' 节点,重置方向
                    queue.append({"x": nx, "y": ny, "dir": None})
 
    return includeList
 
def find_value_in_matrix(value, codeMatrix):
    indices = np.where(codeMatrix == value)
    return list(zip(indices[0], indices[1]))
 
def initWaveMatrix(codeMatrix):
    waveMatrix = np.empty_like(codeMatrix, dtype=object)
 
    for x in range(codeMatrix.shape[0]):
        for y in range(codeMatrix.shape[1]):
            if codeMatrix[x][y] == 'NONE':
                waveMatrix[x][y] = "-"
            else:
                waveMatrix[x][y] = '[]'
 
    return waveMatrix
 
# 优化版本:使用集合来提高性能
def mergeWave(originWave, vehicle):
    # 将字符串解析为集合
    try:
        set_data = set(ast.literal_eval(originWave))
    except (ValueError, SyntaxError):
        set_data = set()
    # 如果 vehicle 不在集合中,则添加
    set_data.add(vehicle)
    # 返回序列化后的字符串
    return json.dumps(list(set_data))
 
# 将 dynamicMatrix 转换为 numpy 结构化数组
def convert_to_structured_array(dynamicMatrix):
    # 定义结构化数组的 dtype
    dtype = [('serial', int), ('vehicle', 'U2'), ('time', int)]
 
    # 确保每个字典包含所有字段
    structured_list = []
    for row in dynamicMatrix:
        for d in row:
            # 提取字段,确保 'time' 存在,否则设置为默认值(例如 0)
            serial = d.get('serial', 0)
            vehicle = d.get('vehicle', '0')
            time_val = d.get('time', 0)
            structured_list.append((serial, vehicle, time_val))
 
    # 将嵌套的列表转换为结构化数组
    structured_array = np.array(structured_list, dtype=dtype)
    # 重塑为原始的二维形状
    return structured_array.reshape(len(dynamicMatrix), -1)
 
# 使用 numpy 加速的代码
def process_dynamic_matrix(dynamicMatrix, codeMatrix, cdaMatrix, radiusLen, waveMatrix):
    # 将 dynamicMatrix 转换为结构化数组
    dynamicMatrix = convert_to_structured_array(dynamicMatrix)
 
    # 获取 dynamicMatrix 的形状
    rows, cols = dynamicMatrix.shape
 
    # 创建一个布尔掩码,用于筛选出 vehicle 不为 '0' 和 '-1' 的元素
    mask = (dynamicMatrix['vehicle'] != '0') & (dynamicMatrix['vehicle'] != '-1')
 
    # 获取满足条件的 x 和 y 坐标
    x_indices, y_indices = np.where(mask)
 
    # 遍历满足条件的坐标
    for x, y in zip(x_indices, y_indices):
        vehicle = dynamicMatrix[x][y]['vehicle']
        includeList = getWaveScopeByCode_iterative(x, y, codeMatrix, cdaMatrix, radiusLen)
        for include in includeList:
            originWave = waveMatrix[include['x']][include['y']]
            waveMatrix[include['x']][include['y']] = mergeWave(originWave, vehicle)
 
    return waveMatrix
 
def process_chunk(chunk, dynamicMatrix, codeMatrix, cdaMatrix, radiusLen):
    """处理数据块的函数,返回需要合并的 (x, y, vehicle) 列表"""
    local_wave_updates = []
    for data in chunk:
        x, y = data  # 假设每个数据项包含x和y坐标
        vehicle = dynamicMatrix[x][y]['vehicle']
        includeList = getWaveScopeByCode_iterative(x, y, codeMatrix, cdaMatrix, radiusLen)
        for include in includeList:
            local_wave_updates.append((include['x'], include['y'], vehicle))
    return local_wave_updates
 
def process_dynamic_matrix_parallel(dynamicMatrix, codeMatrix, cdaMatrix, radiusLen):
    # 将 dynamicMatrix 转换为结构化数组
    dynamicMatrix = convert_to_structured_array(dynamicMatrix)
 
    # 创建布尔掩码
    mask = (dynamicMatrix['vehicle'] != '0') & (dynamicMatrix['vehicle'] != '-1')
    x_indices, y_indices = np.where(mask)
 
    # 将满足条件的坐标组合成任务,每个任务包含一个数据块
    tasks = list(zip(x_indices, y_indices))
#     num_processes = multiprocessing.cpu_count()
    num_processes = 5
    chunk_size = max(1, len(tasks) // num_processes)
    chunks = [tasks[i:i + chunk_size] for i in range(0, len(tasks), chunk_size)]
 
    all_results = []  # 存储所有进程的结果
 
    # 设置进程池
    with multiprocessing.Pool(processes=num_processes) as pool:
        # 使用map方法并行处理任务
        results = pool.starmap(process_chunk, [(chunk, dynamicMatrix, codeMatrix, cdaMatrix, radiusLen) for chunk in chunks])
        for result in results:
            all_results.extend(result)
 
    # 使用 defaultdict 来收集每个 (x, y) 对应的所有 vehicle
    wave_updates = defaultdict(set)
    for x, y, vehicle in all_results:
        wave_updates[(x, y)].add(vehicle)
 
    return wave_updates
 
def main():
    global radiusLen, codeMatrix, cdaMatrix, waveMatrix  # 声明为全局变量
 
    if len(sys.argv) != 6:
        print("Usage: python script.py <radiusLen> <redisHost> <redisPwd> <redisPort> <redisIdx>")
        sys.exit(1)
 
    radiusLenStr = sys.argv[1]
    try:
        radiusLen = float(radiusLenStr)
    except ValueError:
        print("Error: radiusLen must be a float.")
        sys.exit(1)
 
    redisHost = sys.argv[2]
    redisPwd = sys.argv[3]
    redisPort = sys.argv[4]
    redisIdx = sys.argv[5]
 
    startTime = time.perf_counter()
 
    try:
        # 创建一个连接池
        pool = redis.ConnectionPool(host=redisHost, port=int(redisPort), password=redisPwd, db=int(redisIdx))
        r = redis.Redis(connection_pool=pool)
 
        # 获取并加载 codeMatrix
        codeMatrixStr = r.get('KV.AGV_MAP_ASTAR_CODE_FLAG.1')
        if codeMatrixStr is None:
            print("Error: 'KV.AGV_MAP_ASTAR_CODE_FLAG.1' not found in Redis.")
            sys.exit(1)
        codeMatrix = np.array(json.loads(codeMatrixStr.decode('utf-8')), dtype=str)
 
        # 获取并加载 cdaMatrix
        cdaMatrixStr = r.get('KV.AGV_MAP_ASTAR_CDA_FLAG.1')
        if cdaMatrixStr is None:
            print("Error: 'KV.AGV_MAP_ASTAR_CDA_FLAG.1' not found in Redis.")
            sys.exit(1)
        cdaMatrix = np.array(json.loads(cdaMatrixStr.decode('utf-8')), dtype=object)
 
        # 获取并加载 dynamicMatrix
        dynamicMatrixStr = r.get('KV.AGV_MAP_ASTAR_DYNAMIC_FLAG.1')
        if dynamicMatrixStr is None:
            print("Error: 'KV.AGV_MAP_ASTAR_DYNAMIC_FLAG.1' not found in Redis.")
            sys.exit(1)
        dynamicMatrix = np.array(json.loads(dynamicMatrixStr.decode('utf-8')), dtype=object)
 
        # 初始化 waveMatrix
        waveMatrix = initWaveMatrix(codeMatrix)
 
        # 调用并行处理的函数
        wave_updates = process_dynamic_matrix_parallel(dynamicMatrix, codeMatrix, cdaMatrix, radiusLen)
 
        # 应用所有更新到 waveMatrix
        for (x, y), vehicles in wave_updates.items():
            originWave = waveMatrix[x][y]
            for vehicle in vehicles:
                originWave = mergeWave(originWave, vehicle)
            waveMatrix[x][y] = originWave
 
        # 将 numpy.ndarray 转换为嵌套列表
        waveMatrixList = waveMatrix.tolist()
        # 将嵌套列表转换为 JSON 字符串
        waveMatrixJsonStr = json.dumps(waveMatrixList)
 
        # 将结果保存回 Redis
        r.set("KV.AGV_MAP_ASTAR_WAVE_FLAG.1", waveMatrixJsonStr)
 
        end = time.perf_counter()
        # 打印程序运行时间
#         print(f"程序运行时间为: {end - startTime} Seconds")
        print("1")
    except Exception as e:
        print(f"An error occurred: {e}")
        sys.exit(1)
 
if __name__ == "__main__":
    main()