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Junjie

2025-04-15 d56b8093dc9e3e75f8efe1a0f1aa6d821c9c3dfb

 zy-asrs-wcs/src/main/java/com/zy/asrs/wcs/core/utils/NavigateSolution.java

@@ -1,11 +1,18 @@
package com.zy.asrs.wcs.core.utils;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.baomidou.mybatisplus.core.conditions.query.LambdaQueryWrapper;
import com.zy.asrs.framework.common.SpringUtils;
import com.zy.asrs.framework.exception.CoolException;
import com.zy.asrs.wcs.core.model.NavigateNode;
import com.zy.asrs.wcs.core.model.PythonResult;
import com.zy.asrs.wcs.core.model.enums.MapNodeType;
import com.zy.asrs.wcs.system.entity.Dict;
import com.zy.asrs.wcs.system.service.DictService;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.PriorityQueue;
@@ -16,7 +23,7 @@
 */
public class NavigateSolution {

    // -1 -> 墙壁， 0 -> 货位， 1 -> 起点  2 -> 终点  3-> 母轨  4->站点
    // -1 -> 墙壁， 0 -> 货位， 1 -> 起点  2 -> 终点  3-> 母轨  4->输送站点  5->充电桩 6->小车可走输送站点  66->小车  67->提升机

    int[][] map = {{}};

@@ -34,7 +41,7 @@
        mapData.setLev(lev);
        int[][] data = mapData.getDataFromRedis(mapType, whitePoints, shuttlePoints);
        if (data == null) {
            data = mapData.getData(mapType, whitePoints, shuttlePoints);
            throw new CoolException("地图未载入！");
        }
        this.map = data;
    }
@@ -50,53 +57,100 @@
    //Exist表用来存放已经出现过的结点。
    public ArrayList<NavigateNode> Exist = new ArrayList<NavigateNode>();

    public NavigateNode astarSearch(NavigateNode start, NavigateNode end) {
        //把第一个开始的结点加入到Open表中
        this.Open.add(start);
        //把出现过的结点加入到Exist表中
        this.Exist.add(start);
        //主循环
        while (Open.size() > 0) {
            //取优先队列顶部元素并且把这个元素从Open表中删除
            NavigateNode current_node = Open.poll();
            //将这个结点加入到Close表中
            Close.add(current_node);
            //对当前结点进行扩展，得到一个四周结点的数组
            ArrayList<NavigateNode> neighbour_node = extend_current_node(current_node);
            //对这个结点遍历，看是否有目标结点出现
            for (NavigateNode node : neighbour_node) {
                // G + H + E (对启发函数增加去拐点方案calcNodeExtraCost)
                int gCost = calcNodeCost(current_node, node) * calcNodeExtraCost(current_node, node, end);
                if (node.getX() == end.getX() && node.getY() == end.getY()) {//找到目标结点就返回
                    //init_node操作把这个邻居结点的父节点设置为当前结点
                    //并且计算出G， F， H等值
                    node.init_node(current_node, end);
                    return node;
                }
    public String astarSearch(NavigateNode start, NavigateNode end, String pythonScriptPath) {
        String maps = JSON.toJSONString(map);
        String startStr = start.getX() + "-" + start.getY();
        String targetStr = end.getX() + "-" + end.getY();

                //(对启发函数增加去拐点方案calcNodeExtraCost)
                if (is_exist(node)) {
                    if (gCost < node.getG()) {
                        node.setFather(current_node);
                        node.setG(gCost);
                        node.setF(node.getG() + node.getH());
                    }
                }else {
                    //没出现过的结点加入到Open表中并且设置父节点
                    //进行计算对G, F, H 等值
                    node.init_node(current_node, end);
                    node.setG(gCost);
                    node.setH(calcNodeCost(node, end));
                    node.setF(node.getG() + node.getH());

                    Open.add(node);
                    Exist.add(node);
                }
        //默认地图母轨方向x
        String mapDirection = "x";
        DictService dictService = SpringUtils.getBean(DictService.class);
        if (dictService != null) {
            Dict dict = dictService.getOne(new LambdaQueryWrapper<Dict>()
                    .eq(Dict::getFlag, "direction_map")
                    .eq(Dict::getStatus, 1));
            if (dict != null) {
                mapDirection = dict.getValue();
            }
        }
        //如果遍历完所有出现的结点都没有找到最终的结点，返回null

        ProcessBuilder processBuilder = new ProcessBuilder("python", pythonScriptPath, maps, startStr, targetStr, mapDirection);
        processBuilder.redirectErrorStream(true);

        try {
            Process process = processBuilder.start();

            // 读取Python脚本的输出
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
            String line;
            StringBuilder builder = new StringBuilder();
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                builder.append(line);
            }

            // 等待Python脚本执行完成
            int exitCode = process.waitFor();
            if (exitCode != 0) {
                System.out.println("Python script exited with error code: " + exitCode);
                return null;
            }
            reader.close();

            if (builder.length() <= 0) {
                return null;
            }

            PythonResult result = JSON.parseObject(builder.toString(), PythonResult.class);
            if (result.getCalcResult() != 200) {
                return null;
            }

            String path = result.getPath();
            return path;
        } catch (IOException | InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

//    public NavigateNode astarSearch(NavigateNode start, NavigateNode end) {
//        //把第一个开始的结点加入到Open表中
//        this.Open.add(start);
//        //把出现过的结点加入到Exist表中
//        this.Exist.add(start);
//        //主循环
//        while (Open.size() > 0) {
//            //取优先队列顶部元素并且把这个元素从Open表中删除
//            NavigateNode current_node = Open.poll();
//            //将这个结点加入到Close表中
//            Close.add(current_node);
//            //对当前结点进行扩展，得到一个四周结点的数组
//            ArrayList<NavigateNode> neighbour_node = extend_current_node(current_node);
//            //对这个结点遍历，看是否有目标结点出现
//            for (NavigateNode node : neighbour_node) {
//                // G + H + E (对启发函数增加去拐点方案calcNodeExtraCost)
//                int gCost = calcNodeCost(current_node, node) * calcNodeExtraCost(current_node, node, end);
//                if (node.getX() == end.getX() && node.getY() == end.getY()) {//找到目标结点就返回
//                    //init_node操作把这个邻居结点的父节点设置为当前结点
//                    //并且计算出G， F， H等值
//                    node.setLastDistance(gCost);
//                    node.init_node(current_node, end);
//                    return node;
//                }
//
//                //进行计算对G, F, H 等值
//                node.setLastDistance(gCost);
//                node.init_node(current_node, end);
//                node.setH(calcNodeCost(node, end));
//                node.setF(node.getG() + node.getH());
//
//                Open.add(node);
//                Exist.add(node);
//            }
//        }
//        //如果遍历完所有出现的结点都没有找到最终的结点，返回null
//        return null;
//    }


    public ArrayList<NavigateNode> extend_current_node(NavigateNode current_node) {
@@ -146,7 +200,7 @@
//        }

        if (mapDirection.equals("x")) {//母轨x方向
            if (map[x][y] == 3) {
            if (map[x][y] == MapNodeType.MAIN_PATH.id) {
                //母轨才能进行上下移动
                if (is_valid(x + 1, y))
                {
@@ -160,8 +214,8 @@
                }
            }

            if (map[x][y] == 0 || map[x][y] == 3 || map[x][y] == 4 || map[x][y] == 5) {
                //子轨和母轨、输送线、充电桩才能进行左右移动
            if (map[x][y] == MapNodeType.NORMAL_PATH.id || map[x][y] == MapNodeType.MAIN_PATH.id || map[x][y] == MapNodeType.CONVEYOR_CAR_GO.id || map[x][y] == MapNodeType.CHARGE.id || map[x][y] == MapNodeType.LIFT.id) {
                //子轨和母轨、小车可走输送线、充电桩、提升机才能进行左右移动
                if (is_valid(x, y + 1))
                {
                    NavigateNode node = new NavigateNode(x, y + 1);
@@ -174,7 +228,7 @@
                }
            }
        }else if (mapDirection.equals("y")) {//母轨y方向
            if (map[x][y] == 3) {
            if (map[x][y] == MapNodeType.MAIN_PATH.id) {
                //母轨才能进行左右移动
                if (is_valid(x, y + 1))
                {
@@ -188,8 +242,8 @@
                }
            }

            if (map[x][y] == 0 || map[x][y] == 3 || map[x][y] == 4 || map[x][y] == 5) {
                //子轨和母轨、输送线、充电桩才能进行上下移动
            if (map[x][y] == MapNodeType.NORMAL_PATH.id || map[x][y] == MapNodeType.MAIN_PATH.id || map[x][y] == MapNodeType.CONVEYOR_CAR_GO.id || map[x][y] == MapNodeType.CHARGE.id || map[x][y] == MapNodeType.LIFT.id) {
                //子轨和母轨、小车可走输送线、充电桩、提升机才能进行上下移动
                if (is_valid(x + 1, y))
                {
                    NavigateNode node = new NavigateNode(x + 1, y);
@@ -207,23 +261,24 @@
    }

    public boolean is_valid(int x, int y) {
        try {
            // 如果结点的位置小于0，则不合法
            if (map[x][y] < 0) return false;
            for (NavigateNode node : Exist) {
                //如果结点出现过，不合法
                if (node.getX() == x && node.getY() == y) {
                    return false;
                }
                if (is_exist(new NavigateNode(x, y))) {
                    return false;
                }
            }
            //以上情况都没有则合法
            return true;
        } catch (Exception e) {
        if (x < 0 || x >= this.map.length
                || y < 0 || y >= this.map[0].length) {
            return false;
        }
        // 如果结点的位置小于0，则不合法
        if (map[x][y] < 0) {
            return false;
        }

        if (map[x][y] == MapNodeType.CAR.id) {//节点是小车
            return false;
        }
        NavigateNode navigateNode = new NavigateNode(x, y);
        if (is_exist(navigateNode)) {
            return false;
        }
        //以上情况都没有则合法
        return true;
    }

    public boolean is_exist(NavigateNode node)
@@ -248,12 +303,12 @@
        // 第一个点或直线点
        if (currNode.getFather() == null || nextNode.getX() == currNode.getFather().getX()
                || nextNode.getY() == currNode.getFather().getY()) {
            return 0;
            return 1;
        }

        // 拐向终点的点
        if (nextNode.getX() == endNode.getX() || nextNode.getY() == endNode.getY()) {
            return 1;
            return 2;
        }

        // 普通拐点
@@ -262,7 +317,7 @@
        拿到父节点和下一节点
        通过判断父节点和下一节点的x数据和y数据都不相同时，则表明当前坐标是一个拐点
         */
        return 2;
        return 3;
    }

    //------------------A*启发函数-end------------------//