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吊装路径通行空间设计

概述

吊装路径（Hoisting Path）采用门式起重机（Gantry Crane）的运动方式，与物体沿地面路径行驶不同，物体在平移过程中不发生旋转。

运动阶段

吊装路径由三个明确的阶段组成：

起吊段（垂直） → 平移段（水平） → 下降段（垂直）
     ↑                                    ↓
   地面                                  地面

1. 起吊段

• 方向：垂直向上
• 通行空间截面：宽度 × 长度（水平方向）
• 特点：物体从地面垂直起升到安全高度

2. 平移段

• 方向：水平移动（可直角转折）
• 特点：物体姿态保持不变，仅做平移运动
• 方向处理：
  • 初始方向：通行空间正面（物体宽度方向）垂直于路径
  • 转折90度：通行空间侧面（物体长度方向）垂直于路径

3. 下降段

• 方向：垂直向下
• 通行空间截面：宽度 × 长度（水平方向）
• 特点：物体从安全高度下降到目标地面位置

通行空间尺寸设计

关键设计原则

由于吊装过程中物体不旋转，当路径水平转折90度时，相对于路径方向的物体朝向发生了变化：

• 初始方向：物体正面朝向路径垂直方向
• 转折90度：物体侧面朝向路径垂直方向

因此需要检测水平段是否转折90度，并相应调整通行空间尺寸。

尺寸计算

段类型	路径方向	与初始方向关系	通行空间 width（垂直于路径）	通行空间 height
起吊/下降段	垂直	-	物体宽度	物体长度
平移段	水平	相同（0度）	物体宽度（正面）	物体高度
平移段	水平	垂直（90度转折）	物体长度（侧面）	物体高度

代码实现

在 BuildDirectPathLines 方法中检测90度转折：

// 对于吊装路径水平段，检测是否转折90度
bool isTurn90Horizontal = false;
if (!isVerticalSegment && visualization.PathRoute.PathType == NavisworksTransport.PathType.Hoisting && horizontalDirection != null)
{
    // 计算当前水平段方向与初始水平段方向的点积
    double dotProduct = currentDirection.X * horizontalDirection.X + currentDirection.Y * horizontalDirection.Y;
    // 点积接近0表示垂直（90度转折）
    isTurn90Horizontal = Math.Abs(dotProduct) < 0.1;
}

在 CalculatePassageSpaceParameters 方法中：

if (visualization.PathRoute.PathType == NavisworksTransport.PathType.Hoisting)
{
    // 吊装路径：根据段类型和方向设置尺寸
    // 默认：width=物体宽度（垂直于路径），height=物体高度/长度
    widthInMeters = _passageAcrossPath;
    heightInMeters = isVerticalSegment ? _objectLength : _objectHeight;
    
    // 🔥 水平段转折90度特殊处理：width改用物体长度
    if (!isVerticalSegment && isTurn90Horizontal)
    {
        widthInMeters = _objectLength;
    }
}
else
{
    // 其他路径类型
    widthInMeters = _passageAcrossPath;
    heightInMeters = _passageNormalToPath;
}

关键变更说明

2025-02-01 修正：

• 问题：吊装路径平移段转折90度后，通行空间方向与物体实际方向不符（物体不旋转，但通行空间尺寸未跟随路径方向变化）
• 修正：
  • 检测水平段是否与初始方向垂直（90度转折）
  • 初始方向：width = 物体宽度（正面朝向路径垂直方向）
  • 转折90度：width = 物体长度（侧面朝向路径垂直方向）
• 原因：门式起重机平移时物体不旋转，路径转折90度后，物体相对于路径的朝向发生变化，通行空间需要相应调整以准确描述物体占据的空间

与物体路径的区别

特性	物体路径（地面）	吊装路径（空中）
运动方式	沿路径行驶，随路径转向	平移，姿态保持不变
转向行为	物体旋转以适应路径	物体不旋转
通行空间方向	跟随路径方向	保持物体固有方向
适用场景	地面物流运输	空中吊装作业

可视化渲染

方向计算

在渲染通行空间时，使用 horizontalDirection 参数确保方向一致性：

// 吊装路径特殊处理：物体平移不旋转，通行空间方向保持一致
if (horizontalDirection != null)
{
    // 垂直段的 right 向量应该垂直于水平段的方向向量
    right = new Vector3D(horizontalDirection.Y, -horizontalDirection.X, 0);
}

起点终点延伸

为了确保通行空间完全包裹物体，所有水平段的起点和终点都需要向路径方向延伸半个物体尺寸：

// 通行空间包裹调整：水平段起点向反方向、终点向正方向各延伸半个物体尺寸
if (_visualizationMode == PathVisualizationMode.ObjectSpace && !isVerticalSegment)
{
    double offset = alongPathSize / 2.0;  // 沿路径方向的物体尺寸的一半
    
    // 起点向反方向延伸
    adjustedStartPoint = new Point3D(
        adjustedStartPoint.X - dirX * offset,
        adjustedStartPoint.Y - dirY * offset,
        adjustedStartPoint.Z - dirZ * offset
    );
    
    // 终点向正方向延伸
    adjustedEndPoint = new Point3D(
        adjustedEndPoint.X + dirX * offset,
        adjustedEndPoint.Y + dirY * offset,
        adjustedEndPoint.Z + dirZ * offset
    );
}

原因：路径点使用物体中心坐标，如果不延伸，起点和终点处只会包裹物体的一半。

渲染模式

使用 ObjectSpace 可视化模式显示吊装路径的通行空间：

• 起吊/下降段：垂直长方体，截面为物体宽度 × 物体长度
• 平移段（初始方向）：水平长方体，截面为物体宽度 × 物体高度
• 平移段（转折90度）：水平长方体，截面为物体长度 × 物体高度
• 所有水平段：起点和终点向路径方向延伸半个物体尺寸，确保完全包裹

参考

• 门式起重机（Gantry Crane）运动学
• 无人物流吊装作业规范