卡车装车软件开发

发布时间 2023-06-08 10:25:05作者: 多见多闻

一、由于需求功能比较复杂,以下提供大致的代码框架和思路

1. 卡车类

属性:

  • 长、宽、高:float类型,表示卡车的长宽高
  • 模拟物体frontObject:GameObject类型,用于模拟车厢前部形状
  • 起始位置startPosition:Vector3类型,表示卡车放置物品的起始位置

方法:

  • GeneratePlacementMarkers():生成可放置点,将卡车空间分割成若干小格子,并在每个小格子中放置一个代表可放置点的游戏对象
  • GetAvailablePlacementMarkers(Cargo cargo):获取货物可用的放置点,根据货物大小和形状计算出可以放置的所有可用位置
  • UpdatePlacementMarkers():更新可放置点状态,当有货物被放置或移动时,重新计算所有货物的可用放置点
  • OnCargoRemoved():从卡车上移除货物后,更新所有货物的可用放置点

2. 货物类

属性:

  • id、name、weight、length、width、height:string/float类型,表示货物的基本属性
  • transform:Transform类型,表示货物的Transform组件
  • isPlaced:bool类型,表示货物是否已经放置到卡车上
  • isCombined:bool类型,表示货物是否由多个相同尺寸的小货物组合而成
  • combinedCount:int类型,当isCombined为True时,表示组合货物的数量
  • isFreeRotating:bool类型,表示货物是否可以自由旋转
  • isQuarterRotating:bool类型,表示货物是否可以旋转90度
  • placementMarkers:List<Transform>类型,表示当前货物的可用放置点

方法:

  • IsPlaced():货物是否已经放置到卡车上
  • Place(Vector3 position):将货物放置到卡车上指定的位置,并更新其状态
  • RemoveFromTrailer():从卡车上移除货物,并将其状态重置为未放置
  • UpdatePlacementMarkers(List<Transform> markers):更新货物的可用放置点
  • OnMouseDown():处理鼠标点击事件,以便选中当前货物并执行相应操作

3. 可放置点类

属性:

  • isEmpty:bool类型,表示当前可放置点是否为空

方法:

  • SetEmpty(bool empty):将可放置点设置为为空或非空

4. 货物放置管理类

属性:

  • cargoes:List<Cargo>类型,表示卡车上所有的货物
  • trailer:Trailer类型,表示当前卡车对象

方法:

  • AddCargo(Cargo cargo, Vector3 position):添加一个货物到卡车上指定位置
  • RemoveCargo(Cargo cargo):从卡车上移除一个货物
  • CanAddCargo(Cargo cargo, Vector3 position):判断卡车上是否能够放置指定货物到指定位置
  • AreCargoesOverlapping(List<Cargo> cargoes):判断多个货物在卡车上是否重叠
  • PlaceCargo(Cargo cargo, Vector3 position):将货物放置到指定位置
  • RearrangeCargoes():重新排列所有货物,根据大小进行排序和组合,优化货物排列并最大化负载

5. PSO算法类

属性:

  • particles:List<Particle>类型,表示PSO算法中所有的粒子
  • pBestFitness:float类型,记录历史最佳适应度
  • gBestParticle:Particle类型,记录全局最优解

方法:

  • InitializeParticles():初始化粒子群
  • Evaluate(Particle particle):评价函数,计算每个可能的放置方案的表面积和,并选择表面积最小的方案作为最佳方案
  • UpdateVelocity

二、以下是一步一步实现卡车装箱软件的过程

1. 创建场景和基础物品

  • 新建Unity 3D工程
  • 创建一个空物体(Trailer),作为卡车对象并设置初始位置和旋转角度
  • 在Trailer上添加Box Collider组件,并设置为isTrigger为True
  • 创建一个Plane对象,作为卡车的地面,并将其放置到适当的高度和位置
  • 创建一个Cube对象,作为模拟车厢前部的形状,并调整大小和形状到合适的大小
  • 在Cube上添加 Box Collider 组件,并设置为 isTrigger 为 True

2. 实现卡车类 Trailer 和模拟物体类 CargoPlacement

Trailer 类

  • 添加 Trailer 类,并定义卡车的长、宽、高等属性;
  • 添加生成可放置点方法 GeneratePlacementMarkers();
  • 添加获取货物可用的放置点方法 GetAvailablePlacementMarkers(Cargo cargo);
  • 添加更新可放置点方法 UpdatePlacementMarkers();
  • 添加从卡车上移除货物后的更新方法 OnCargoRemoved()。

CargoPlacement 类

  • 添加生成贴近物体上方可放置点的方法 GeneratePlacementMarkers(Transform transform);
  • 添加计算模拟物体与平板车相交的地方计算索引,更新可放置点并检查货物是否可以放置在该位置的方法 UpdatePlacementMarkers(List<Transform> allMarkers);
  • 添加清除所有可放置点的方法 ClearPlacementMarkers();
  • 添加显示和隐藏所有可放置点的方法 ShowMarkers() 和 HideMarkers()。

3. 实现货物类 Cargo

  • 添加货物类,并定义货物的 id、name、weight、length、width、height 等属性;
  • 定义货物是否已经被放置到卡车上 IsPlaced() 方法;
  • 定义摆放货物集合时加入货物 Place(Vector3 position) 方法;
  • 定义移除卡车上的货物 RemoveFromTrailer() 方法;
  • 定义更新货物的可用放置点 UpdatePlacementMarkers(List<Transform> markers) 方法;
  • 实现选中货物处理鼠标点击事件 OnMouseDown() 方法。

4. 实现物品管理类 CargoManager

  • 添加货物放置管理类,包括添加和移除货物的方法 AddCargo(Cargo cargo, Vector3 position) 和 RemoveCargo(Cargo cargo);
  • 定义在卡车上放置货物时判断该位置是否可以放置 CanAddCargo(Cargo cargo, Vector3 position) 的方法;
  • 定义是否有货物重叠 AreCargoesOverlapping(List<Cargo> cargoes) 的方法;
  • 定义将货物放置到指定位置的方法 PlaceCargo(Cargo cargo, Vector3 position);
  • 定义重新排列所有货物,根据大小进行排序和组合 RearrangeCargoes()。

5. 实现评价函数和Particle Swarm Optimization(PSO)算法

  • 实现评价函数 Evaluate(Particle particle),计算每个可能的放置方案的表面积和,并选择表面积最小的方案作为最佳方案;
  • 实现 PSO 算法 InitializeParticles(),初始化粒子群,并使用多次迭代来搜索最优解,然后将货物放置在最优解位置。

6. 实现用户交互功能

  • 定义当用户拖动货物至某个位置时,如果可以放置该货物,则显示一个放置标记;
  • 定义当用户将货物放置到指定位置时,如果可以放置该货物,则将货物置于该位置,并更新所有货物的可用放置点;
  • 定义选中某个货物时,在界面上显示该货物的属性和可用位置。

以上是实现卡车装箱软件的基本步骤和方法,当然具体实现细节很多需要根据需求不断修改和完善代码。