From 385815cd281181e1de21365d3226300e5974f8df Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: tian <11429339@qq.com> Date: Sun, 31 Aug 2025 17:55:03 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=E6=96=87=E6=A1=A3=E6=9B=B4=E6=96=B0?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- doc/working/第二阶段优化完成.md | 23 +++++++++++++++++++---- doc/working/网格生成优化完成总结.md | 24 +++++++++++++++++++++++- 2 files changed, 42 insertions(+), 5 deletions(-) diff --git a/doc/working/第二阶段优化完成.md b/doc/working/第二阶段优化完成.md index 2a984d5..975ff46 100644 --- a/doc/working/第二阶段优化完成.md +++ b/doc/working/第二阶段优化完成.md @@ -3,10 +3,12 @@ ## 优化内容 ### 2.1 智能查询策略优化 + - **修改文件**: `src/PathPlanning/VerticalScanProcessor.cs` - **修改方法**: `GetSpatialHashKeysForPoint` **优化内容**: + ```csharp // 根据空间哈希大小智能调整查询桶数量: - 哈希桶<1.5m:只查询中心桶(1个) @@ -14,43 +16,52 @@ - 哈希桶>3m:查询3x3(9个桶) ``` -**预期效果**: +**预期效果**: + - 0.1m网格(空间哈希0.8m): 使用单桶模式,减少89%的桶查询 - 0.2m网格(空间哈希1.6m): 使用十字形模式,减少44%的桶查询 ### 2.2 缓存机制实现 -- **新增字段**: + +- **新增字段**: - `_candidateCache`: 候选项缓存 - `_cacheQueue`: LRU队列 - `_cacheHits/_cacheMisses`: 统计信息 **缓存策略**: + - 基于空间哈希桶坐标的粗粒度缓存 - LRU淘汰策略,最大缓存500条 - 自动清理和统计 **预期效果**: + - 缓存命中率预期60-80% - 减少重复的空间哈希查询计算 ### 2.3 数据结构优化 + **修改内容**: -- `GetCandidateItemsFromSpatialHash` 返回 `IEnumerable` + +- `GetCandidateItemsFromSpatialHash` 返回 `IEnumerable` - `HeightFiltering` 接受 `IEnumerable` 参数 - 缓存命中时直接返回HashSet,避免ToList()转换 **预期效果**: + - 减少内存分配和GC压力 - 避免不必要的集合转换开销 ## 日志增强 ### 初始化日志 + ``` [垂直扫描处理器] 初始化完成,空间哈希大小: 1.6m, 查询策略: 十字形模式(5桶), 并行度: 4 ``` ### 缓存统计日志 + ``` [垂直扫描处理器] 缓存统计 - 命中: 1250, 未命中: 324, 命中率: 79.4%, 缓存大小: 324 ``` @@ -58,13 +69,16 @@ ## 技术细节 ### 查询策略判断 + - 0.1m网格 → 0.8m空间哈希 → 单桶模式(1个桶) - 0.2m网格 → 1.6m空间哈希 → 十字形模式(5个桶) ### 缓存键策略 + 使用 `{gridX},{gridY}` 作为缓存键,基于空间哈希桶坐标,粒度适中。 ### 性能优化点 + 1. **减少桶查询**: 9桶 → 5桶 或 1桶 2. **缓存重复查询**: 高命中率减少计算 3. **避免集合转换**: 直接使用HashSet @@ -80,6 +94,7 @@ | 0.1米 | 5.1秒 | 3.5-4.0秒 | 4.5-5.1倍 | ## 编译状态 + ✅ 编译成功,无语法错误 ✅ 所有优化代码已实施 -🔄 等待性能测试验证 \ No newline at end of file +🔄 等待性能测试验证 diff --git a/doc/working/网格生成优化完成总结.md b/doc/working/网格生成优化完成总结.md index 384af3c..e52c8a8 100644 --- a/doc/working/网格生成优化完成总结.md +++ b/doc/working/网格生成优化完成总结.md @@ -3,12 +3,14 @@ ## 优化成果 ### 性能提升数据 + | 网格大小 | 优化前性能 | 优化后性能 | 提升倍数 | |---------|-----------|-----------|----------| | 0.2米 | 4600ms | 1088ms | 4.2倍 | | 0.1米 | 18000ms | 5817ms | 3.1倍 | ### 稳定性改善 + - ✅ **0.1米网格错误清零**:从80,000个错误降低到0个错误 - ✅ **线程安全保障**:完全消除并发访问异常 - ✅ **内存管理优化**:动态缓存容量控制 @@ -16,9 +18,11 @@ ## 实施的优化策略 ### 第一阶段:自适应空间索引优化 + **文件**:`src/PathPlanning/VerticalScanProcessor.cs` #### 1.1 自适应空间哈希大小 + ```csharp // 修改前:固定10m空间哈希 _spatialHashSize = spatialHashSize; @@ -32,10 +36,12 @@ if (spatialHashSize < 1.0) ``` **效果**: + - 0.1m网格:空间哈希从10m降低到0.8m,查询精度大幅提升 - 0.2m网格:空间哈希从10m降低到1.6m,减少无关候选项 #### 1.2 智能查询策略 + ```csharp // 根据空间哈希大小调整查询桶数量: - 哈希桶<1.5m:只查询中心桶(1个) @@ -44,12 +50,14 @@ if (spatialHashSize < 1.0) ``` **效果**: + - 0.1m网格:从9桶查询减少到1桶,减少89%的查询负载 - 0.2m网格:从9桶查询减少到5桶,减少44%的查询负载 ### 第二阶段:缓存和数据结构优化 #### 2.1 LRU缓存机制 + ```csharp private readonly ConcurrentDictionary> _candidateCache; private int _maxCacheSize; @@ -63,24 +71,29 @@ var candidates = _candidateCache.GetOrAdd(cacheKey, key => ``` **效果**: + - 高缓存命中率(60-80%)减少重复空间哈希查询 - 动态缓存容量控制避免内存溢出 #### 2.2 线程安全增强 + - 将普通Dictionary替换为ConcurrentDictionary - 使用原子操作Interlocked进行计数 - 移除有问题的LRU队列,简化缓存策略 **效果**: + - 完全消除80,000个并发访问错误 - 确保多线程环境下的数据完整性 ### 第三阶段:单位转换修复 #### 3.1 模型单位识别 + **问题**:模型使用英尺作为单位,但代码中存在米制和英尺混用的问题 #### 3.2 关键修复 + **文件**:`src/PathPlanning/GridMapGenerator.cs` ```csharp @@ -92,22 +105,26 @@ _verticalScanner = new VerticalScanProcessor(cellSizeInModelUnits); ``` **效果**: + - 0.1m网格的空间哈希大小:6.56英尺 → 2.6英尺 - 更精确的空间查询和候选项筛选 ## 技术架构改进 ### 空间索引策略 + 1. **自适应哈希大小**:根据网格大小动态调整,保持8倍关系 2. **智能查询范围**:根据哈希桶大小选择查询策略(1/5/9桶) 3. **缓存优化**:基于空间哈希桶坐标的粗粒度缓存 ### 并发处理优化 + 1. **线程安全集合**:ConcurrentDictionary替代普通Dictionary 2. **原子操作**:使用Interlocked进行统计计数 3. **无锁设计**:简化缓存策略避免锁竞争 ### 内存管理 + 1. **动态缓存容量**:根据网格边界计算合适的缓存大小 2. **自动清理**:缓存满时自动清空重新开始 3. **对象重用**:返回HashSet副本保证线程安全 @@ -115,12 +132,14 @@ _verticalScanner = new VerticalScanProcessor(cellSizeInModelUnits); ## 性能分析总结 ### 优化前瓶颈 + 1. **空间哈希粒度过粗**:10m哈希桶对于0.25m网格太大 2. **查询范围过大**:固定查询9个相邻桶产生大量无关候选项 3. **重复计算**:每个网格点都重新计算空间哈希查询 4. **并发冲突**:Dictionary并发访问导致大量异常 ### 优化后效果 + 1. **精确的空间分割**:空间哈希大小与网格大小匹配 2. **智能查询范围**:根据实际需要调整查询桶数量 3. **高效缓存机制**:60-80%命中率大幅减少计算 @@ -129,11 +148,13 @@ _verticalScanner = new VerticalScanProcessor(cellSizeInModelUnits); ## 后续建议 ### 可能的进一步优化 + 1. **分层扫描策略**:先粗网格识别障碍区域,再细网格精确处理 2. **批处理优化**:对相邻网格点进行批量处理 3. **早期终止**:检测到完全阻塞的区域时提前结束扫描 ### 监控指标 + 1. **性能指标**:网格生成时间、内存使用量 2. **质量指标**:生成的网格准确性、路径规划正确性 3. **稳定性指标**:错误计数、缓存命中率 @@ -141,10 +162,11 @@ _verticalScanner = new VerticalScanProcessor(cellSizeInModelUnits); ## 结论 通过三个阶段的系统性优化,网格生成性能获得了显著提升: + - **整体性能提升3-4倍** - **完全消除稳定性问题** - **保持算法正确性** 优化策略重点关注了性能瓶颈所在的垂直扫描阶段,通过空间索引优化、缓存机制和线程安全改进,实现了在不改变算法核心逻辑的前提下大幅提升性能。 -这次优化为更大规模的模型和更精细的网格处理奠定了坚实的基础。 \ No newline at end of file +这次优化为更大规模的模型和更精细的网格处理奠定了坚实的基础。