自動尋路是機器人導(dǎo)航的核心技術(shù)，其原理主要涉及機器人與環(huán)境之間的復(fù)雜信息交互與處理。在自動尋路過程中，機器人依靠先進的傳感器系統(tǒng)，如高清攝像頭、精密激光雷達(dá)和靈敏超聲波裝置，全方位感知周圍環(huán)境。這些傳感器能夠?qū)崟r捕捉并分析環(huán)境中的障礙物、地形變化和關(guān)鍵路標(biāo)，為機器人提供精確的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。

自動尋路在多個領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用，從圖撲的數(shù)據(jù)中心機房的自動化巡檢系統(tǒng)，到智能機器人的導(dǎo)航系統(tǒng)，再到智慧碼頭堆場的智能化管理，自動尋路技術(shù)無處不在。該功能不僅能規(guī)劃出最優(yōu)路線，還能實時考慮障礙物避讓等復(fù)雜的實際因素，靈活調(diào)整路徑以確保安全和效率。

乍聽之下，自動尋路功能略顯復(fù)雜，實現(xiàn)過程中也確實涉及了一些算法。在具體實施之前，我們需要先解決兩個關(guān)鍵問題：

1. 如何避開場景中的障礙物？

2. 如何計算最佳路徑？

針對這兩處問題，我們可以利用圖撲軟件自研 HT for Web 提供的 ht-astar.js 插件。該插件具備初始化網(wǎng)格和自動搜索路徑等功能，高效簡化了自動尋路的實現(xiàn)過程。

場景網(wǎng)格化

先將場景劃分成二維網(wǎng)格，障礙物分布于不同的網(wǎng)格單元上，部分較大的障礙物可能會占據(jù)多個網(wǎng)格單元。路徑計算實際上是分析網(wǎng)格的占用情況，當(dāng)平臺監(jiān)測到某個網(wǎng)格被占用時，系統(tǒng)會自動尋找擇優(yōu)生成一條繞行路徑。

在開發(fā)時，首先需要去實例化 ht.Astar.Finder(view, params)。其中 view 可以是 ht.graph.GraphView 或者 ht.graph3d.Graph3dView。params 是一個包含基礎(chǔ)屬性設(shè)置的對象。以下列舉了一些 params 的常用參數(shù)：

?simplify:是否啟用路徑簡化。

?closest:是否啟用最近路徑優(yōu)化。

?nodeRectExtend:擴展節(jié)點范圍。

?gridSizeY:網(wǎng)格在 Y 方向上的大小。

?gridSizeX:網(wǎng)格在 X 方向上的大小。

?diagonal:是否允許沿對角線方向移動。

?fastOverlap:是否啟用快速監(jiān)測重疊算法。

?filter:過濾函數(shù)用于在路徑計算過程中過濾特定節(jié)點。

?turnPunish:轉(zhuǎn)彎懲罰系數(shù)，數(shù)值越高表示越傾向于直線路徑。

具體代碼實現(xiàn)：

路徑計算

在路徑計算過程中，系統(tǒng)需要實時監(jiān)測每個網(wǎng)格單元的占用狀態(tài)。若規(guī)劃的路徑遇到被障礙物占用的網(wǎng)格，系統(tǒng)會自動尋找繞行路徑，以動態(tài)避開障礙物。

在開發(fā)過程中，我們需要監(jiān)聽場景背景的點擊事件，獲取點擊位置的坐標(biāo)。然后，結(jié)合起點坐標(biāo)，通過 astar.findPath(pFrom, pTo) 函數(shù)計算出具體路徑。計算得到的路徑是一組點位數(shù)據(jù)，可以利用這些數(shù)據(jù)在場景中繪制出一條路徑管道。具體代碼實現(xiàn)：

路徑動畫

在場景中生成管道后，人物節(jié)點可沿此管道移動。人物節(jié)點沿管道運動的代碼如下：

優(yōu)化視覺效果

基于上述，我們已實現(xiàn)了基本的自動尋路功能。在實際項目中仍需提升一定的視覺效果，讓展示頁面足夠美觀，我們可以采取以下策略：

• 首先，將管道路徑隱藏（使用 polyline.s('transparent.mask', true)）；
• 隨后，利用 ht.Shape 節(jié)點并設(shè)置貼圖來呈現(xiàn)人物的運動軌跡。這樣不僅能實現(xiàn)功能，還能大幅增強視覺吸引力。

具體實現(xiàn)代碼如下：

作為開發(fā)者的我們，將繼續(xù)探索和優(yōu)化自動尋路技術(shù)，利用圖撲 HT 提供的插件工具，不斷提升算法效率和用戶體驗。通過合理的參數(shù)設(shè)置、精確的網(wǎng)格劃分和智能的路徑規(guī)劃，為各種應(yīng)用場景提供更加出色的自動尋路解決方案。

作為國產(chǎn)化數(shù)字孿生技術(shù)，圖撲長期專注于 Web 可視化領(lǐng)域，自主研發(fā) HT for Web 2D 和 3D 圖形渲染引擎、低代碼數(shù)字孿生組態(tài)平臺及相關(guān)工具。科技自主可控，不受外圍科技所威脅。目前產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于工業(yè)組態(tài)、電力能源、孿生工廠、電信機房、智慧交通、智慧城市、園區(qū)樓宇、智慧水務(wù)、航天軍工等行業(yè)領(lǐng)域。

審核編輯 黃宇