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11 KiB

Raw Blame History Unescape Escape

箱子数量计算接口使用说明

概述

本系统提供了基于点云数据的箱子数量计算接口，可以根据PCD文件、地板高度、箱子尺寸和堆叠类型自动计算箱子数量。

功能特点

✅ 支持PCD文件读取和解析
✅ 自动按高度分层点云
✅ 支持冗余配置（每层递增）
✅ 基于凸包面积计算箱子数量
✅ 支持多种堆叠类型配置
✅ 返回详细的层信息

计算原理

1. 高度计算

高度 = 地板高度 - 点的Z轴坐标

2. 层判断

层数 = round(高度 / 箱子高度)

3. 冗余范围

冗余 = 基础冗余(50mm) + 层数 × 每层增加冗余(20mm)

有效点判断: |高度 - 层数 × 箱子高度| ≤ 冗余

4. 面积计算

将每层的点投影到XY平面
计算凸包面积
凸包面积即为该层堆叠区域面积

5. 箱子数量

每层箱子数 = min(round(凸包面积 / (箱子长 × 箱子宽)), 每层最大箱子数)
总箱子数 = Σ(每层箱子数)

API接口

1. POST方式计算（推荐）

请求URL：

POST /api/boxcount/calculate
Content-Type: application/json

请求体：

{
  "pcdFilePath": "D:/output/20250325/pointCloud/192.168.1.100_pointcloud_20250325_143022.pcd",
  "floorHeight": 1000.0,
  "boxLength": 200.0,
  "boxWidth": 140.0,
  "boxHeight": 250.0,
  "stackType": "2w 3h",
  "maxBoxesPerLayer": 10,
  "baseTolerance": 50.0,
  "additionalTolerancePerLevel": 20.0,
  "minBounds": [-1000.0, -1000.0, -1000.0],
  "maxBounds": [1000.0, 1000.0, 1000.0]
}

参数说明：

参数名	类型	必填	默认值	说明
pcdFilePath	String	是	-	PCD文件路径
floorHeight	Double	否	0.0	地板高度（mm）
boxLength	Double	否	200.0	箱子长度（mm）
boxWidth	Double	否	140.0	箱子宽度（mm）
boxHeight	Double	否	250.0	箱子高度（mm）
stackType	String	否	"1w"	堆叠类型（如"2w 3h"）
maxBoxesPerLayer	Integer	否	根据stackType计算	每层最大箱子数
baseTolerance	Double	否	50.0	基础冗余（mm）
additionalTolerancePerLevel	Double	否	20.0	每层增加冗余（mm）
minBounds	double[]	否	[-∞, -∞, -∞]	裁剪最小边界
maxBounds	double[]	否	[+∞, +∞, +∞]	裁剪最大边界

stackType格式说明：

1w: 1层宽排列
2w: 2层宽排列
1h: 1层高排列
3h: 3层高排列
2w 3h: 宽排列2层，高排列3层

响应示例：

{
  "success": true,
  "totalBoxCount": 25,
  "boxesPerLayer": {
    "1": 10,
    "2": 8,
    "3": 7
  },
  "pointsPerLayer": {
    "1": 15678,
    "2": 12450,
    "3": 9876
  },
  "areaPerLayer": {
    "1": 280000.0,
    "2": 224000.0,
    "3": 196000.0
  },
  "layerCount": 3,
  "maxLayer": 3,
  "pcdFilePath": "D:/output/20250325/pointCloud/192.168.1.100_pointcloud_20250325_143022.pcd",
  "calculationTime": 1234,
  "floorHeight": 1000.0,
  "boxDimensions": [200.0, 140.0, 250.0],
  "stackType": "2w 3h"
}

响应字段说明：

字段	类型	说明
success	Boolean	是否成功
totalBoxCount	Integer	总箱子数
boxesPerLayer	Map	各层箱子数（key: 层数，value: 箱子数）
pointsPerLayer	Map	各层有效点数
areaPerLayer	Map	各层凸包面积（mm²）
layerCount	Integer	有效层数
maxLayer	Integer	最高层
pcdFilePath	String	PCD文件路径
calculationTime	Long	计算用时（毫秒）
floorHeight	Double	地板高度
boxDimensions	Double[]	箱子尺寸 [长, 宽, 高]
stackType	String	堆叠类型
errorMessage	String	错误消息（失败时）

2. GET方式计算

请求URL：

GET /api/boxcount/calculate?pcdFilePath=xxx&floorHeight=xxx&boxLength=xxx&boxWidth=xxx&boxHeight=xxx&stackType=xxx

示例：

curl "http://localhost:8080/api/boxcount/calculate?pcdFilePath=D:/output/test.pcd&floorHeight=1000&boxLength=200&boxWidth=140&boxHeight=250&stackType=2w"

3. 获取默认配置

请求URL：

GET /api/boxcount/default

响应示例：

{
  "floorHeight": 0.0,
  "boxLength": 200.0,
  "boxWidth": 140.0,
  "boxHeight": 250.0,
  "stackType": "1w",
  "maxBoxesPerLayer": 10,
  "baseTolerance": 50.0,
  "additionalTolerancePerLevel": 20.0
}

Java调用示例

示例1: 基本调用

@Autowired
private LxCameraService lxCameraService;

public void calculateBoxes() {
    BoxCountRequest request = new BoxCountRequest();
    request.setPcdFilePath("D:/output/test.pcd");
    request.setFloorHeight(1000.0);
    request.setBoxLength(200.0);
    request.setBoxWidth(140.0);
    request.setBoxHeight(250.0);
    request.setStackType("1w");

    BoxCountResult result = lxCameraService.countBoxes(request);

    if (result.isSuccess()) {
        System.out.println("总箱子数: " + result.getTotalBoxCount());
        System.out.println("层数: " + result.getLayerCount());
        System.out.println("最高层: " + result.getMaxLayer());
        System.out.println("用时: " + result.getCalculationTime() + "ms");
    } else {
        System.out.println("计算失败: " + result.getErrorMessage());
    }
}

示例2: 使用默认配置

public void calculateBoxesDefault() {
    BoxCountRequest request = BoxCountRequest.createDefault();
    request.setPcdFilePath("D:/output/test.pcd");

    BoxCountResult result = lxCameraService.countBoxes(request);

    System.out.println(result.getSummary());
}

示例3: 自定义冗余和边界

public void calculateBoxesCustom() {
    BoxCountRequest request = BoxCountRequest.createDefault();
    request.setPcdFilePath("D:/output/test.pcd");
    request.setFloorHeight(1000.0);

    // 设置冗余
    request.setBaseTolerance(60.0);  // 基础冗余60mm
    request.setAdditionalTolerancePerLevel(25.0);  // 每层增加25mm

    // 设置裁剪边界
    request.setMinBounds(new double[]{-500.0, -500.0, -200.0});
    request.setMaxBounds(new double[]{500.0, 500.0, 100.0});

    BoxCountResult result = lxCameraService.countBoxes(request);

    if (result.isSuccess()) {
        result.getBoxesPerLayer().forEach((layer, count) -> {
            int points = result.getPointsPerLayer().get(layer);
            double area = result.getAreaPerLayer().get(layer);
            System.out.printf("第%d层: %d个箱子, %d个点, 面积%.2f mm²%n",
                    layer, count, points, area);
        });
    }
}

使用场景

场景1: 拍照后立即计算

// 1. 拍照
CaptureConfig config = CaptureConfig.createDefault();
CaptureResult captureResult = lxCameraService.capture("192.168.1.100", "D:/output", config);

// 2. 计算箱子数量
if (captureResult.isSuccess()) {
    String pcdPath = captureResult.getFilePath("pointCloud");

    BoxCountRequest request = new BoxCountRequest();
    request.setPcdFilePath(pcdPath);
    request.setFloorHeight(1000.0);
    request.setBoxLength(200.0);
    request.setBoxWidth(140.0);
    request.setBoxHeight(250.0);
    request.setStackType("2w 3h");

    BoxCountResult boxResult = lxCameraService.countBoxes(request);

    System.out.println("箱子总数: " + boxResult.getTotalBoxCount());
}

场景2: 批量处理历史数据

public void processHistoricalData(String directory) {
    File dir = new File(directory);
    File[] pcdFiles = dir.listFiles((d, name) -> name.endsWith(".pcd"));

    for (File pcdFile : pcdFiles) {
        BoxCountRequest request = BoxCountRequest.createDefault();
        request.setPcdFilePath(pcdFile.getAbsolutePath());

        BoxCountResult result = lxCameraService.countBoxes(request);

        if (result.isSuccess()) {
            System.out.printf("%s: %d个箱子%n",
                    pcdFile.getName(), result.getTotalBoxCount());
        }
    }
}

场景3: 定时任务自动计算

@Component
public class BoxCountScheduler {

    @Autowired
    private LxCameraService lxCameraService;

    @Scheduled(fixedRate = 60000) // 每分钟执行一次
    public void autoCalculateBoxes() {
        // 获取最新的PCD文件
        String latestPcd = getLatestPcdFile("D:/output/20250325/pointCloud");

        if (latestPcd != null) {
            BoxCountRequest request = BoxCountRequest.createDefault();
            request.setPcdFilePath(latestPcd);

            BoxCountResult result = lxCameraService.countBoxes(request);

            // 保存结果到数据库或日志
            log.info("自动计算完成: {}", result.getSummary());
        }
    }
}

参数调优建议

1. 冗余参数

基础冗余: 建议设置为箱子高度的10%-20%（25-50mm）
每层增加冗余: 建议设置为每层2%-8%（5-20mm）

2. 边界裁剪

设置合理的边界可以：

提高计算速度
排除噪声点
提高计算准确性

示例：

// 根据相机视野设置边界
request.setMinBounds(new double[]{-600, -600, -300});
request.setMaxBounds(new double[]{600, 600, 200});

3. 最小点数阈值

默认值：1000点

如果点云密度较低或箱面较小，可以调小此值：

// 在BoxCountCalculator.java中修改
private static final int MIN_POINTS_PER_LAYER = 500; // 调小到500

常见问题

Q1: 计算结果不准确？

可能原因：

地板高度设置错误
箱子尺寸与实际不符
冗余参数设置不合理
点云质量差（点数少）

解决方法：

检查floorHeight是否正确
测量实际箱子尺寸并更新参数
调整baseTolerance和additionalTolerancePerLevel
提高点云拍摄质量

Q2: 某层没有被识别？

可能原因：

该层点数少于阈值（默认1000）
高度计算偏差超出冗余范围

解决方法：

降低最小点数阈值
增加冗余参数
检查该层点云质量

Q3: 计算速度慢？

优化方法：

使用边界裁剪减少点数
提高PCD文件读取效率
优化凸包计算算法

Q4: 如何处理多个堆叠区域？

方法1： 设置多个边界，分别计算

// 区域1
request.setMinBounds(new double[]{-600, -600, -300});
request.setMaxBounds(new double[]{0, 600, 200});
BoxCountResult result1 = lxCameraService.countBoxes(request);

// 区域2
request.setMinBounds(new double[]{0, -600, -300});
request.setMaxBounds(new double[]{600, 600, 200});
BoxCountResult result2 = lxCameraService.countBoxes(request);

// 总计
int total = result1.getTotalBoxCount() + result2.getTotalBoxCount();

方法2： 修改代码支持多区域计算

注意事项

PCD文件格式: 确保PCD文件包含XYZ坐标
单位统一: 所有参数使用毫米（mm）作为单位
路径格式: Windows路径使用正斜杠或双反斜杠
内存管理: 处理大文件时注意内存使用
并发安全: 本实现是线程安全的，可以并发调用

性能指标

基于测试数据：

PCD文件大小	点云点数	计算用时
~10MB	~100,000	~500ms
~20MB	~200,000	~1000ms
~30MB	~300,000	~1500ms

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箱子数量计算接口使用说明

概述

功能特点

计算原理

1. 高度计算

2. 层判断

3. 冗余范围

4. 面积计算

5. 箱子数量

API接口

1. POST方式计算（推荐）

2. GET方式计算

3. 获取默认配置

Java调用示例

示例1: 基本调用

示例2: 使用默认配置

示例3: 自定义冗余和边界

使用场景

场景1: 拍照后立即计算

场景2: 批量处理历史数据

场景3: 定时任务自动计算

参数调优建议

1. 冗余参数

2. 边界裁剪

3. 最小点数阈值

常见问题

Q1: 计算结果不准确？

Q2: 某层没有被识别？

Q3: 计算速度慢？

Q4: 如何处理多个堆叠区域？

注意事项

性能指标

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