diff --git a/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial.py b/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial.py index f12c1f8bd..ba623c52b 100644 --- a/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial.py +++ b/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial.py @@ -56,16 +56,8 @@ from pathlib import Path from typing import Any import numpy as np -from scipy.interpolate import RegularGridInterpolator -from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial_Metrics import ( - GRADE_SMOOTH_M, - SAMPLE_M, - STATION_M, - _resample, - route_metrics, - smoothed_ground, -) +from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial_Metrics import GRADE_SMOOTH_M, route_metrics from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial_Pool import ( Pool, build_pool, @@ -328,30 +320,10 @@ def generate_initial_route( target_grade=goal_grade, ) - smooth_z = RegularGridInterpolator( - (terrain.y, terrain.x), - smoothed_ground(terrain, grade_smooth), - bounds_error=False, - fill_value=None, - ) - - def grade_excess(points: list[tuple[float, float]]) -> float: - # 측점 맞춤(351-2)이 옮긴 조각 — 20 m 사이 고른 지반 기울기(비교값과 같은 잣대)가 상한을 - # 넘은 만큼. 20 m 보다 짧으면 양 끝 사이. - xy, chain = _resample(points, SAMPLE_M) - z = smooth_z(xy[:, ::-1]) - span = min(int(round(STATION_M / SAMPLE_M)), len(z) - 1) - if span < 1: - return 0.0 - run = np.maximum(chain[span:] - chain[:-span], 1e-9) - return max(0.0, float((np.abs(z[span:] - z[:-span]) / run).max()) - max_grade) - - def fit(outline: Any, follow: bool = False) -> Any: - # R = 일반측점(383-1) — 갈래는 옮긴 조각이 원래보다 더 가파르면 그 곡선만 그 자리(추적은 - # 제약을 안 따짐 · 새 초기 노선 `snapped_initial` 과 같은 잣대). - moved = snap_curves_to_stations( - outline, min_radius_m, excess=None if follow else grade_excess - ) + def fit(outline: Any, guard: Any = None) -> Any: + # R = 일반측점(383-1) — 갈래 후보는 직접 잼(`guard` · 406 · 거리 한도 없음) · 추적은 제약을 + # 안 따짐(새 초기 노선 `snapped_initial` 과 같은 잣대 · 거리 한도 그대로). + moved = snap_curves_to_stations(outline, min_radius_m, guard=guard) return outline if moved is None else moved unsnapped: dict[int, Any] = {} @@ -361,9 +333,7 @@ def generate_initial_route( # 규칙 · 같은 입력 → 같은 선. 제약은 따지지 않고 넘은 곳만 목록에 뜸. outline = build_planned_polyline(expected, min_radius_m=min_radius_m) route = (outline, measure(outline, bound=None, follow=True)) - return settle( - route, lambda line: fit(line, True), measure, unsnapped, bound=None, follow=True - ) + return settle(route, fit, measure, unsnapped, bound=None, follow=True) def profiled(route: Any, exact: bool = True) -> None: if route is not None: diff --git a/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Merge.py b/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Merge.py new file mode 100644 index 000000000..b7a39eb59 --- /dev/null +++ b/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Merge.py @@ -0,0 +1,311 @@ +"""추천 초기노선 같은 쪽 곡선 합치기 · 직접 잼(PLAN 406 · 요구 251-2). + +`B05_Profile_Engine_RouteInitial_Pool._trace` 가 큰 R 판 뒤 · 측점 맞춤 앞에서 부름. 노선 추천 +후보만 — 손 편집 · 옛 노선 · 예상노선 추적(전처리 초기값) · 공용 선 짜기 짝은 안 거침. + +합치기(`merge_same_side`) = 같은 쪽으로 도는 이웃 꺾임점 둘 → 바깥 두 직선 교점 하나(큰 단곡선 · +사이 직선 없어짐) · 되풀이. 반대 방향(S자) 이웃은 안 합침(사이 직선 남김). 접선 규칙은 그대로 +(앞뒤 직선 절반 · 398-4 안 함). 고르는 차례 = 지금 선에서 덜 벗어나는 합치기부터. + +거리 한도(이탈 m) 없음 — 「원래 선」이 없어 한도가 대신하던 것을 직접 잰다(`Guard`): + · 탐색 복도(`CORRIDOR_M`) 안 · 계류 버퍼 안 나란히(`along`) 안 늘어남 · 최소 R(별표2) 이상. + · 옮긴 조각이 같은 자리 옛 조각보다 지반 기울기 상한을 더 넘지 않음(`GRADE_NOISE`) · 토공 + 가늠이 `EARTH_TOL` 넘게 늘지 않음 · 비중 계산이면 예상노선 이격도(`keeping_offset`). + · 합친 곡선은 MC 가 측점 사이 어디에 떨어져도 IP 를 밀어 측점에 놓은 꼴이 잼을 지나야 함 + (`PLACE_OFFSETS_M` · 측점 맞춤이 합친 곡선을 늘 측점에 · 합치기 풀기 없음). + · 합치기는 노선 전체 잣대(`route_metrics`)도 — 넘은 곳 수 · 기울기 넘은 곳 안 늘어남 · 최대 + 기울기 `GRADE_TOL_PCT` · 절성토 `TOTAL_EARTH_TOL` 안(합치기 전 선 기준 · 되풀이해도 누적 안 됨). +큰 R(`..._Radius.widen`) · 측점 맞춤(`..._Station`)도 같은 `Guard` 로 잰다(거리 한도 대신). +""" + +from __future__ import annotations + +import copy +import math +from collections.abc import Callable +from typing import Any + +import numpy as np +import shapely +from shapely.geometry import LineString + +from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial_Metrics import SAMPLE_M, STATION_M, _resample +from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial_Radius import _flat +from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial_Search import ( + CORRIDOR_M, + ROAD_WIDTH_M, + STREAM_CROSS_COS, + SearchGrid, +) +from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial_Station import _corner, _Reference +from common_util.common_util_route_polyline import ( + PlannedPolyline, + _inner_angle_deg, + _line_intersection, + _turn_sign, + build_planned_polyline, +) + +Xy = tuple[float, float] +Route = tuple[Any, dict[str, Any]] + +# 옮긴 조각 토공 가늠(탐색 몫 · 옆경사 단면)이 옛 조각보다 늘어도 되는 몫 · 바닥(㎥ · 짧은 조각) +EARTH_TOL = 0.05 +EARTH_FLOOR_M3 = 5.0 +# 옮긴 조각 지반 기울기가 상한을 더 넘어도 「안 늘어남」으로 볼 잴 잡음(비율 · 0.2 %p) +GRADE_NOISE = 0.002 +# 합치기 노선 전체 잣대 — 최대 기울기(%p) · 절성토 늘어도 되는 몫 +GRADE_TOL_PCT = 0.5 +TOTAL_EARTH_TOL = 0.02 +# R 후보 수(자리 R ~ 최소 R 사이 · 큰 것부터) +RADIUS_STEPS = 12 +# 합친 곡선 MC 가 앞 측점에서 이만큼(m) 뒤일 때 — 앞 측점으로 당기거나(−t) 뒤 측점으로 미는(20 − t) +# 놓기 하나는 직접 잼을 지나야 함(측점 맞춤이 IP 를 들어오는 접선 따라 밂 · 합치기 풀기 없음) +PLACE_OFFSETS_M = (0.0, 5.0, 10.0, 15.0) +# 잰 조각 기억 수 — 측점 맞춤 단계 · 되돌림이 같은 조각을 자주 다시 잼 +SEEN_LIMIT = 200_000 + + +def _mid(a: Xy, b: Xy) -> Xy: + return ((a[0] + b[0]) / 2, (a[1] + b[1]) / 2) + + +class Guard: + """거리 한도 대신 직접 잼 — 옮긴 조각이 같은 자리 옛 조각보다 나빠지지 않나(탐색 격자 잣대).""" + + def __init__(self, grid: SearchGrid, limit: float) -> None: + self.grid, self.limit = grid, limit + stream = np.where(np.isfinite(grid.d_stream), grid.d_stream, 1e9) + # 겹쳐 놓은 칸 값(잼마다 보간기를 새로 안 짬) + expected = np.minimum(grid.d_expected, CORRIDOR_M) + self.fields = np.stack( + [grid.z, grid.grad_x, grid.grad_y, grid.away_x, grid.away_y, stream, expected] + ) + # 예상노선 이격도 잼(비중 계산 · 예상 몫 있을 때 — 그 갈래 잣대 · `keeping_offset`) + self.offset = False + self.seen: dict[bytes, tuple[float, float, float, bool]] = {} # 같은 조각 다시 안 잼 + + def _sample(self, xy: np.ndarray) -> np.ndarray: + """칸 값 [7, n] — 쌍선형(격자 밖은 가장자리 칸).""" + grid, fields = self.grid, self.fields + rows_n, cols_n = fields.shape[1:] + r = np.clip((xy[:, 1] - grid.ys[0]) / grid.cell, 0.0, rows_n - 1.0) + c = np.clip((xy[:, 0] - grid.xs[0]) / grid.cell, 0.0, cols_n - 1.0) + r0 = np.minimum(r.astype(int), rows_n - 2) + c0 = np.minimum(c.astype(int), cols_n - 2) + fr, fc = r - r0, c - c0 + return ( + fields[:, r0, c0] * (1 - fr) * (1 - fc) + + fields[:, r0 + 1, c0] * fr * (1 - fc) + + fields[:, r0, c0 + 1] * (1 - fr) * fc + + fields[:, r0 + 1, c0 + 1] * fr * fc + ) + + def keeping_offset(self) -> Guard: + """예상노선 이격도 안 늘게 재는 판(잰 조각 기억은 함께 씀).""" + twin = copy.copy(self) + twin.offset = True + return twin + + def _look(self, points: list[Xy]) -> tuple[float, float, float, bool, float]: + """(기울기 넘은 만큼 · 토공 가늠 ㎥ · 계류 버퍼 안 나란히 m · 복도 안 · 예상노선 이격 ㎡) — + 탐색 몫과 같은 셈(`SearchGrid.objectives` 이격 · 토공 · 계류 몫) · 기울기는 20 m 사이 고른 + 지반(비교값 잣대).""" + key = np.round(np.asarray(points, dtype=float), 3).tobytes() + if key in self.seen: + return self.seen[key] + if len(self.seen) >= SEEN_LIMIT: + self.seen.clear() + grid = self.grid + xy, chain = _resample(points, SAMPLE_M) + if len(xy) < 2: + return 0.0, 0.0, 0.0, True, 0.0 + z = self._sample(xy)[0] + span = min(int(round(STATION_M / SAMPLE_M)), len(z) - 1) + run = np.maximum(chain[span:] - chain[:-span], 1e-9) + excess = max(0.0, float((np.abs(z[span:] - z[:-span]) / run).max()) - self.limit) + cols = np.rint((xy[:, 0] - grid.xs[0]) / grid.cell).astype(int) + rows = np.rint((xy[:, 1] - grid.ys[0]) / grid.cell).astype(int) + rows_n, cols_n = grid.corridor.shape + inside = bool( + ((cols >= 0) & (cols < cols_n) & (rows >= 0) & (rows < rows_n)).all() + and grid.corridor[rows, cols].all() + ) + step = np.diff(xy, axis=0) + length = np.maximum(np.hypot(step[:, 0], step[:, 1]), 1e-9) + _, gx, gy, ax, ay, stream, offset = self._sample(0.5 * (xy[1:] + xy[:-1])) + over = np.maximum(0.0, np.abs(np.diff(z)) / length - self.limit) + cross = np.abs(-gx * step[:, 1] + gy * step[:, 0]) / length + earth = ROAD_WIDTH_M**2 * cross / 4.0 + ROAD_WIDTH_M * over * 10.0 + size = np.hypot(ax, ay) + across = np.abs(ax * step[:, 0] + ay * step[:, 1]) >= STREAM_CROSS_COS * length * size + along = (stream < grid.stream_offset_m) & ~across & (size > 1e-6) + found = ( + excess, + float((earth * length).sum()), + float(length[along].sum()), + inside, + float((offset * length).sum()), + ) + self.seen[key] = found + return found + + def judge( + self, local: list[Xy], reference: list[Xy] + ) -> tuple[bool, tuple[bool, float, float, float]]: + """(지나나, 자리 고르기 잣대) — 지남 = 복도 안 · 계류 나란히 · 기울기 넘음 안 늘어남 · 토공 + `EARTH_TOL` 안(`offset` 이면 예상노선 이격도 같은 폭). 잣대(작을수록 좋음) = 복도 밖 · + 늘어난 계류 나란히(m) · 더 넘은 기울기 · 늘어난 토공 가늠(㎥).""" + excess, earth, along, inside, offset = self._look(local) + old_excess, old_earth, old_along, _, old_offset = self._look(reference) + passed = ( + inside + and excess <= old_excess + GRADE_NOISE + and along <= old_along + 1e-6 + and earth <= old_earth * (1 + EARTH_TOL) + EARTH_FLOOR_M3 + and (not self.offset or offset <= old_offset * (1 + EARTH_TOL) + EARTH_FLOOR_M3) + ) + cost = ( + not inside, + round(max(0.0, along - old_along), 3), + round(max(0.0, excess - old_excess), 4), + earth - old_earth, + ) + return passed, cost + + def ok(self, local: list[Xy], reference: list[Xy]) -> bool: + return self.judge(local, reference)[0] + + @staticmethod + def piece(before: Xy, apex: Xy, after: Xy, radius: float) -> list[Xy] | None: + """곡선 하나가 쓰는 조각 — 앞 직선 가운데 → 원호 → 뒤 직선 가운데(직선 절반 규칙).""" + corner = _corner(before, apex, after, radius) + if corner is None: + return None + return [_mid(before, apex), *corner.arc, _mid(apex, after)] + + def curve_ok(self, before: Xy, apex: Xy, after: Xy, radius: float, reference: list[Xy]) -> bool: + local = self.piece(before, apex, after, radius) + return local is not None and self.ok(local, reference) + + +def _join(a: Xy, p: Xy, q: Xy, b: Xy) -> Xy | None: + """같은 쪽으로 도는 이웃 꺾임 p · q → 바깥 두 직선(a-p · q-b) 교점 · S자 · 뒤집힘이면 None.""" + side = _turn_sign(a, p, q) + if side == 0 or side != _turn_sign(p, q, b): + return None + cross = _line_intersection(a, p, q, b) + if cross is None: + return None + ahead = (cross[0] - a[0]) * (p[0] - a[0]) + (cross[1] - a[1]) * (p[1] - a[1]) > 0 and ( + b[0] - cross[0] + ) * (b[0] - q[0]) + (b[1] - cross[1]) * (b[1] - q[1]) > 0 + return (round(cross[0], 4), round(cross[1], 4)) if ahead else None + + +def _radius( + guard: Guard, before: Xy, apex: Xy, after: Xy, min_radius_m: float, reference: _Reference +) -> tuple[float, list[Xy]] | None: + """접선 자리 안 · 직접 잼을 지나는 가장 큰 R(최소 R 이상)과 그 조각 · 없으면 None. + + MC 가 측점 사이 어디에 떨어져도 교점을 들어오는 접선 따라 밀어 놓을 수 있어야 함 + (`PLACE_OFFSETS_M` · 측점 맞춤이 MC 를 늘 측점에).""" + u = ( + (apex[0] - before[0]) / math.dist(before, apex), + (apex[1] - before[1]) / math.dist(before, apex), + ) + half_tan = math.tan(math.radians(180.0 - _inner_angle_deg(before, apex, after)) / 2) + if half_tan <= 1e-9: + return None + room = min(math.dist(before, apex), math.dist(apex, after)) / 2 / half_tan + if room < min_radius_m: + return None + steps = np.geomspace(room, min_radius_m, RADIUS_STEPS) + for radius in sorted({max(float(math.floor(r)), min_radius_m) for r in steps}, reverse=True): + local = guard.piece(before, apex, after, radius) + if local is None or not guard.ok(local, reference.window(local)): + continue + seen: dict[float, bool] = {0.0: True} + + def placed(d: float) -> bool: + if d not in seen: + at = (apex[0] + u[0] * d, apex[1] + u[1] * d) + moved = guard.piece(before, at, after, radius) + seen[d] = moved is not None and guard.ok(moved, reference.window(moved)) + return seen[d] + + if all(placed(-t) or placed(STATION_M - t) for t in PLACE_OFFSETS_M): + return radius, local + return None + + +def _earth(metrics: dict[str, Any]) -> float: + return metrics["cut_m3"] + metrics["fill_m3"] + + +def _worse(new: dict[str, Any], base: dict[str, Any]) -> bool: + """노선 전체 잣대가 합치기 전보다 나빠짐(허용 폭 밖).""" + over, was = new["over_limit"], base["over_limit"] + return ( + over["total"] > was["total"] + or over["grade"] > was["grade"] + or new["max_grade_pct"] > base["max_grade_pct"] + GRADE_TOL_PCT + or _earth(new) > _earth(base) * (1 + TOTAL_EARTH_TOL) + ) + + +def merge_same_side( + route: Route, + guard: Guard, + min_radius_m: float, + measure: Callable[[PlannedPolyline], dict[str, Any]], +) -> Route: + """같은 쪽 이웃 꺾임 합치기를 되풀이한 선과 잰 값 · 합칠 것 없으면 받은 그대로.""" + outline, base = route + if len(outline.curves) < 2: + return route + points, flags, radii = _flat(outline) + points = [(round(x, 4), round(y, 4)) for x, y in points] + current = route + blocked: set[tuple[Xy, ...]] = set() + while True: + reference = _Reference(current[0].vertices) + found: list[tuple[float, int, Xy, float]] = [] + for k in range(1, len(points) - 2): + key = tuple(points[k - 1 : k + 3]) + if key in blocked: + continue + a, p, q, b = key + cross = _join(a, p, q, b) + fitted = None if cross is None else _radius(guard, a, cross, b, min_radius_m, reference) + if fitted is None: + blocked.add(key) + continue + radius, local = fitted + gap = float( + shapely.hausdorff_distance( + LineString(local), LineString(reference.window(local)), densify=0.1 + ) + ) + found.append((gap, k, cross, radius)) + merged = None + for _, k, cross, radius in sorted(found): + trial_points = points[:k] + [cross] + points[k + 2 :] + trial_flags = flags[:k] + [True] + flags[k + 2 :] + trial_radii = radii[:k] + [radius] + radii[k + 2 :] + line = build_planned_polyline( + trial_points, + min_radius_m=min_radius_m, + simplify=False, + curve_flags=trial_flags, + radii=trial_radii, + ) + metrics = measure(line) + if _worse(metrics, base): + blocked.add(tuple(points[k - 1 : k + 3])) + continue + merged = (trial_points, trial_flags, trial_radii, (line, metrics)) + break + if merged is None: + return current + points, flags, radii, current = merged diff --git a/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Pool.py b/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Pool.py index 580ee69e4..6943b4f48 100644 --- a/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Pool.py +++ b/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Pool.py @@ -33,6 +33,7 @@ from typing import Any import numpy as np from shapely.geometry import LineString +from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial_Merge import Guard, merge_same_side from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial_Metrics import ( COST_CROSSING, COST_EARTH_M3, @@ -80,8 +81,8 @@ TRACE_DENSIFY_M = 2.0 Measure = Callable[..., dict[str, Any]] Route = tuple[Any, dict[str, Any]] -# 선 → 곡선 MC 를 일반측점에 맞춘 선(못 맞추면 그 선 그대로) -Snap = Callable[[Any], Any] +# (선, 직접 잼) → 곡선 MC 를 일반측점에 맞춘 선(못 맞추면 그 선 그대로) +Snap = Callable[[Any, Any], Any] @dataclass @@ -105,6 +106,8 @@ class Pool: follow: Route | None = None # 제약 안에서 갈 수 있는 띠 폭 어림 — 후보끼리 가장 먼 거리(m) band_width_m: float = 0.0 + # 큰 R · 합치기 · 측점 맞춤이 거리 한도 대신 쓰는 직접 잼(406 · `..._Merge.Guard`) + guard: Guard | None = None def settle(route: Route, snap: Snap, measure: Measure, raw: dict[int, Route], **kw: Any) -> Route: @@ -125,8 +128,13 @@ def _trace( # 경로를 예정노선 규칙으로 단순화 · 묶음 · R 맞춤) 차례로, 위반이 최소 R 판(노드마다 곡선 · # 옛 규칙)보다 많지 않은 첫 판. 모두 화면이 [확인] 때 같은 선으로 다시 짜는 꼴. # 같은 노드 · 같은 잼이면 다시 재지 않음(쓸기는 이웃 비중이 같은 길을 자주 냄 · 묶음마다 따로). - # 고른 판을 측점에 맞춤(`settle` · 383-1). + # 고른 판의 같은 쪽 이웃 곡선을 합치고(406 · `..._Merge`) 측점에 맞춤(`settle` · 383-1). + # 큰 R · 합치기 · 측점 맞춤 모두 거리 한도 대신 직접 잼(`pool.guard`) · 비중 계산은 예상노선 + # 이격도(그 갈래 잣대 — 예상 몫을 줄이면 이격이 늘기만). traced = pool.traced + guard = pool.guard + if guard is not None and kw.get("weighted"): + guard = guard.keeping_offset() key = (tuple(nodes), tuple(sorted(kw.items()))) if key not in traced: floor = build_planned_polyline( @@ -135,7 +143,11 @@ def _trace( least = (floor, measure(floor, **kw)) path = densify_route(nodes, TRACE_DENSIFY_M) fitted = build_planned_polyline(path, min_radius_m=min_radius_m) - larger = (widen(fitted, path, min_radius_m), widen(floor, path, min_radius_m), fitted) + larger = ( + widen(fitted, path, min_radius_m, guard=guard), + widen(floor, path, min_radius_m, guard=guard), + fitted, + ) chosen = next( ( route @@ -144,7 +156,9 @@ def _trace( ), least, ) - traced[key] = settle(chosen, pool.snap, measure, pool.raw, **kw) + if guard is not None: + chosen = merge_same_side(chosen, guard, min_radius_m, lambda line: measure(line, **kw)) + traced[key] = settle(chosen, lambda line: pool.snap(line, guard), measure, pool.raw, **kw) return traced[key] @@ -224,7 +238,7 @@ def build_pool( snap: Snap, ) -> Pool: """후보 묶음 — 제약 탐색 후보 → 끝 노선 셋으로 비중 크기 맞춤 → 토공 ↔ 기울기 쓸기를 더함.""" - pool = Pool(graph, snap, follow=follow) + pool = Pool(graph, snap, follow=follow, guard=Guard(graph.grid, max_grade)) pool.candidates, pool.bound, pool.limit = _candidates(pool, max_grade, min_radius_m, measure) candidates, bound, limit = pool.candidates, pool.bound, pool.limit ends = [follow[0], pick("earthwork", candidates)[0], pick("gentle", candidates)[0]] diff --git a/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Radius.py b/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Radius.py index f425eaa70..baac35b68 100644 --- a/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Radius.py +++ b/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Radius.py @@ -6,6 +6,10 @@ [맞춘 R, 접선 자리 ÷ tan(IA/2)] 안에서 탐색 경로 점과 가장 먼 거리 ≤ `ROUTE_RECOMMEND_MAX_GAP_M` 인 가장 큰 값(1 m 내림)으로 고른다. 맞는 값이 없으면 맞춘 R 그대로. +추천 후보(`guard` 줌 · PLAN 406)는 거리 한도 대신 직접 잼 — 곡선 조각이 같은 자리 탐색 경로보다 +복도 밖 · 기울기 · 계류 · 토공이 나빠지지 않는 가장 큰 R(`..._Merge.Guard` · 자리 R ~ 맞춘 R 사이 +`GUARD_STEPS` 벌 · 1 m 내림). + 고른 R 은 편집 갈래(`simplify=False` · `radii`)로 못박아 다시 짠다 — 화면이 곡선을 교각점 하나로 펴서(`flattenServerPlan`) [확인]이 다시 짜는 것과 같은 입력이라 저장 뒤 R 이 응답 R 과 같다. """ @@ -13,6 +17,7 @@ from __future__ import annotations import math +from typing import Any import numpy as np from shapely.geometry import LineString, Point @@ -25,6 +30,8 @@ from common_util.common_util_route_polyline import ( from config.config_system_design import ROUTE_RECOMMEND_MAX_GAP_M Xy = tuple[float, float] +# 직접 잼 R 후보 수(자리 R ~ 맞춘 R · 큰 것부터) +GUARD_STEPS = 12 def _flat(outline: PlannedPolyline) -> tuple[list[Xy], list[bool], list[float | None]]: @@ -77,8 +84,12 @@ def widen( path: list[Xy], min_radius_m: float, max_gap_m: float = ROUTE_RECOMMEND_MAX_GAP_M, + *, + guard: Any = None, ) -> PlannedPolyline: - """곡선마다 허용 이탈 안 가장 큰 R(1 m 내림)로 못박아 다시 짠 선. 곡선이 없으면 그대로.""" + """곡선마다 허용 이탈 안 가장 큰 R(1 m 내림)로 못박아 다시 짠 선. 곡선이 없으면 그대로. + + `guard` 를 주면 이탈 한도 대신 직접 잼(`..._Merge.Guard.curve_ok`)을 지나는 가장 큰 R.""" if not outline.curves: return outline points, flags, radii = _flat(outline) @@ -102,6 +113,20 @@ def widen( samples = coords[(along >= min(ends)) & (along <= max(ends))] if not candidates.size or not len(samples): continue + if guard is not None: + if len(samples) < 2: + continue + steps = np.geomspace(room, float(radii[index]), GUARD_STEPS) + reference = [tuple(p) for p in samples] + radii[index] = next( + ( + r + for r in sorted({float(math.floor(r)) for r in steps}, reverse=True) + if r > radii[index] and guard.curve_ok(before, apex, after, r, reference) + ), + radii[index], + ) + continue ok = candidates[_gap(samples, before, apex, after, candidates) <= max_gap_m] if ok.size: radii[index] = float(ok[0]) diff --git a/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Station.py b/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Station.py index 08d22745e..f309673f6 100644 --- a/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Station.py +++ b/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Station.py @@ -20,6 +20,14 @@ R = 일반측점이 기본 제약(383-1 · 요구 241-13) — 추천 후보마 그 전에 이웃 곡선과 한 측점을 다투면 덜 꺾인 쪽을 끔 — 꺾임점째 빼거나 꺾임만(364-5). · 그것도 못 하면 None — 부르는 쪽이 원래 선을 씀. +추천 후보(`guard` 줌 · PLAN 406 · 요구 251-2)는 이탈 한도 없음 — 옮긴 조각을 직접 잼 +(`..._Merge.Guard` · 복도 · 기울기 · 계류 · 토공이 같은 자리 원래 조각보다 안 나빠짐)으로 거름: + · 같은 쪽으로 가장 많이 합친 꼴부터 놓아 봄(S자는 안 합침) · 자리는 그 잣대가 가장 나은 곳부터. + · 잼을 지나는 놓기가 없으면 덜 나쁜 놓기(복도 안 · 더 넘는 기울기 `SOFT_SLACKS` 단계까지) — + MC 를 다 측점에 놓는 첫 단계 판. + · 그래도 못 놓으면 더 안 넘기는 놓기만 쓰고 그 곡선은 그 자리(측점 밖 · 기울기 먼저). +예상노선 추적 · 새 초기 노선은 안 줌(이탈 한도 그대로). + 고른 값은 편집 갈래(`simplify=False` · 곡선 켬 · `radii`)로 다시 짠다 — 화면이 곡선을 교각점 하나로 펴서(`flattenServerPlan`) [확인] 때 다시 짜는 입력과 같아 저장 뒤에도 MC 가 측점 위(TS 짝 불필요). 누가거리는 짜인 선의 정점(원호 5° 현)을 따라 잼 — 측점 생성과 같은 잣대. @@ -30,6 +38,7 @@ from __future__ import annotations import math from collections.abc import Callable, Iterator from dataclasses import dataclass, replace +from typing import Any import numpy as np import shapely @@ -68,6 +77,9 @@ RADIUS_STEPS = 8 BACKTRACK_LIMIT = 30 # 한 꺾임 꼴(그대로 · 합친 꼴마다)에서 볼 놓기 수 — 막히면 R · 측점만 바꾸기보다 합치기로 PER_VARIANT = 3 +# 직접 잼(406) — 잼을 못 지나는 놓기가 더 넘겨도 되는 기울기(비율) 단계 · 앞 단계로 다 놓으면 +# 그 판 · 다 못 놓으면 더 안 넘기는 놓기만 쓰고 못 놓는 곡선은 그 자리(부분 맞춤) +SOFT_SLACKS = (0.0, 0.01, 0.03) @dataclass @@ -293,30 +305,43 @@ class _Snapper: min_radius_m: float, max_gap_m: float, excess: Excess | None, + guard: Any = None, ) -> None: points, flags, radii = _flat(outline) points = [(round(x, 4), round(y, 4)) for x, y in points] # 화면이 펴는 자릿수 self.start = _State(_Plan(points, flags, radii), 1, points[0], 0.0, 0.0, 0.0) self.reference = _Reference(outline.vertices) self.min_radius = min_radius_m - self.max_gap = max_gap_m + self.max_gap = math.inf if guard is not None else max_gap_m self.excess = excess + self.guard = guard self.keep = False + self.slack = math.inf # 못 지나는 놓기가 더 넘겨도 되는 기울기(`SOFT_SLACKS`) def _steeper(self, local: list[Xy]) -> bool: - """맞춘 조각이 원래 선 같은 자리보다 상한을 더 넘나.""" + """맞춘 조각이 원래 선 같은 자리보다 상한을 더 넘나(직접 잼이면 그 잼 전부).""" + if self.guard is not None: + return not self.guard.ok(local, self.reference.window(local)) if self.excess is None: return False return self.excess(local) > self.excess(self.reference.window(local)) + 1e-6 + def _far(self, local: list[Xy]) -> bool: + """원래 선에서 이탈 한도 밖(직접 잼이면 그 잼).""" + if self.guard is not None: + return self._steeper(local) + return self.reference.gap(local) > self.max_gap + @staticmethod def _kink(state: _State, plan: _Plan) -> _State: at = plan.points[state.k] end_s = state.end_s + math.dist(state.end_xy, at) return _State(plan, state.k + 1, at, end_s, 0.0, state.last_station, state.placed) - def _placements(self, state: _State, plan: _Plan) -> Iterator[_State]: - """곡선 k 를 남은 측점에 놓은 걸음들 — 가까운 측점 · 지금 R 에 가까운 것부터.""" + def _placements(self, state: _State, plan: _Plan, soft: bool = False) -> Iterator[_State]: + """곡선 k 를 남은 측점에 놓은 걸음들 — 가까운 측점 · 지금 R 에 가까운 것부터. + + 직접 잼(406)이면 잼을 지나는 자리만 · `soft` 면 못 지나는 자리(복도 안)만 — 잣대 나은 순.""" k = state.k before, at, after = plan.points[k - 1], plan.points[k], plan.points[k + 1] start = _try(state, plan, k, at, plan.radii[k] or self.min_radius) @@ -344,13 +369,23 @@ class _Snapper: new_at, new_corner, new_mc = solved # 뒤 직선 절반에 여유를 남긴 것 먼저 — 다음 IP 가 뒤로도 밀리게 tight = math.dist(new_at, after) / 2 - new_corner.tangent < SLACK_M - rank = (tight, abs(station - mc), abs(radius - corner.radius)) - found.append((rank, new_at, new_corner, new_mc, station)) + middle = ((new_at[0] + after[0]) / 2, (new_at[1] + after[1]) / 2) + local = [state.end_xy, *new_corner.arc, middle] + rank: tuple = (tight, abs(station - mc), abs(radius - corner.radius)) + if self.guard is not None: + # 직접 잼(406) — 잣대 가장 나은 자리부터 · 복도 밖은 버림 + passed, (out, along, steeper, earth) = self.guard.judge( + local, self.reference.window(local) + ) + if out or passed == soft or steeper > self.slack: + continue + rank = (along, steeper, tight, rank[1], earth, rank[2]) + found.append((rank, local, new_at, new_corner, new_mc, station)) given = 0 - for _, new_at, new_corner, new_mc, station in sorted(found, key=lambda item: item[0]): - middle = ((new_at[0] + after[0]) / 2, (new_at[1] + after[1]) / 2) - local = [state.end_xy, *new_corner.arc, middle] - if self.reference.gap(local) > self.max_gap or self._steeper(local): + for _, local, new_at, new_corner, new_mc, station in sorted( + found, key=lambda item: item[0] + ): + if self.guard is None and (self._far(local) or self._steeper(local)): continue placed = plan.copy() placed.points[k], placed.radii[k] = new_at, round(new_corner.radius, 3) @@ -376,17 +411,29 @@ class _Snapper: kink.flags[k] = False # 꺾임만(나란한 직선 등 곡선 못 끼움 포함) yield self._kink(state, kink) return - trial = plan.copy() - for _ in range(MERGE_TRIES + 1): - yield from self._placements(state, trial) - trial = trial.copy() + variants = [plan.copy()] + for _ in range(MERGE_TRIES): + trial = variants[-1].copy() if not _absorb_next(trial, k): break + variants.append(trial) + if self.guard is not None: + # 직접 잼(406) — 같은 쪽으로 가장 많이 합친 꼴부터(S자 뺌 · 남은 꼴은 옛 차례) · 잼 + # 지나는 놓기를 모두 본 뒤 덜 나쁜 놓기(MC 는 늘 측점에) + same = 1 + while same < len(variants): + p = variants[same - 1].points + if _turn_sign(*p[k - 1 : k + 2]) != _turn_sign(*p[k : k + 3]): + break + same += 1 + variants = variants[:same][::-1] + variants[same:] + for soft in (False, True) if self.guard is not None else (False,): + for trial in variants: + yield from self._placements(state, trial, soft) # 곡선 끔 — 법이 곡선을 안 둬도 되는 완만한 꺾임 · 원래 선에서 한도 안일 때만 middle = ((at[0] + after[0]) / 2, (at[1] + after[1]) / 2) - if ( - _inner_angle_deg(before, at, after) >= STRAIGHT_INNER_ANGLE_DEG - and self.reference.gap([state.end_xy, at, middle]) <= self.max_gap + if _inner_angle_deg(before, at, after) >= STRAIGHT_INNER_ANGLE_DEG and not self._far( + [state.end_xy, at, middle] ): kink = plan.copy() kink.flags[k], kink.radii[k] = False, None @@ -427,7 +474,7 @@ class _Snapper: # 꺾임점째 뺌(이웃 곡선 접선 자리가 넓어짐) → 안 되면 꺾임만 남김. 이 꺾임점은 앞 # 곡선이 꺾임만일 때만 뺌(앞 곡선 EC 가 이 꺾임점 쪽 직선 위) movable = small > k or not plan.flags[k - 1] - if movable and self.reference.gap(chord) <= self.max_gap and not self._steeper(chord): + if movable and not self._far(chord) and not self._steeper(chord): gone = plan.copy() del gone.points[small], gone.flags[small], gone.radii[small] yield replace(state, plan=gone) @@ -436,7 +483,7 @@ class _Snapper: at, ((at[0] + b[0]) / 2, (at[1] + b[1]) / 2), ] - if self.reference.gap(piece) > self.max_gap or self._steeper(piece): + if self._far(piece) or self._steeper(piece): continue off = plan.copy() off.flags[small], off.radii[small] = False, None @@ -455,7 +502,8 @@ class _Snapper: corner, mc = found at, after = plan.points[k], plan.points[k + 1] middle = ((at[0] + after[0]) / 2, (at[1] + after[1]) / 2) - if self.reference.gap([state.end_xy, *corner.arc, middle]) > self.max_gap: + # 직접 잼(406)은 안 거름 — 옮기지 않은 곡선(앞 곡선이 민 만큼만 달라짐) + if self.guard is None and self._far([state.end_xy, *corner.arc, middle]): return kept = plan.copy() kept.radii[k] = round(corner.radius, 3) @@ -508,17 +556,24 @@ def snap_curves_to_stations( max_gap_m: float = ROUTE_STATION_SNAP_MAX_GAP_M, *, excess: Excess | None = None, + guard: Any = None, ) -> PlannedPolyline | None: """곡선 MC 를 일반측점에 놓아 다시 짠 선 · 못 하면 None(원래 선을 씀). 곡선 없으면 그대로. 모두 놓는 길을 먼저 찾고, 없으면 못 놓는 곡선만 그 자리에 둔 부분 맞춤(`off_station_count`). `excess`(점 묶음 → 기울기가 상한을 넘은 만큼)를 주면 옮긴 조각이 원래 자리보다 더 넘을 때 그 - 놓기를 버림 — 급한 산지에서 측점 맞춤이 기울기를 망치지 않게. + 놓기를 버림 — 급한 산지에서 측점 맞춤이 기울기를 망치지 않게. `guard`(추천 후보 · 406)를 주면 + 이탈 한도 · `excess` 대신 그 직접 잼으로 거르고 자리를 고름. """ if not outline.curves: return outline - snapper = _Snapper(outline, min_radius_m, max_gap_m, excess) - state = snapper.run(keep=False) or snapper.run(keep=True) + snapper = _Snapper(outline, min_radius_m, max_gap_m, excess, guard) + state = None + for slack in SOFT_SLACKS if guard is not None else (math.inf,): + snapper.slack = slack + state = state or snapper.run(keep=False) + snapper.slack = 0.0 + state = state or snapper.run(keep=True) if state is None: return None snapped = build_planned_polyline( diff --git a/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Store.py b/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Store.py index 7add30046..a996cc4cb 100644 --- a/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Store.py +++ b/B05_Profile/B05_Profile_Engine_RouteInitial_Store.py @@ -32,8 +32,9 @@ from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial import ( ) from common_util.common_util_json import atomic_write_json -# 3 = 곡선 MC 일반측점(351-2) · 4 = 다투는 곡선 끔(364-5) · 5 = 후보마다 맞춤(383-1) -ALGO_VERSION = 5 +# 3 = 곡선 MC 일반측점(351-2) · 4 = 다투는 곡선 끔(364-5) · 5 = 후보마다 맞춤(383-1) · +# 6 = 같은 쪽 곡선 합치기 · 거리 한도 대신 직접 잼(406) +ALGO_VERSION = 6 STORE_DIR = "B05_Profile/route_recommend" # 종류(갈래 · 지형) 마다 남길 벌 수 — 꺼낼 때 수정시각을 새로 해 최근에 쓴 것이 남음 KEEP_PER_KIND = 2 diff --git a/resources/tester/test_406_1_route_merge.py b/resources/tester/test_406_1_route_merge.py new file mode 100644 index 000000000..742ea0bc7 --- /dev/null +++ b/resources/tester/test_406_1_route_merge.py @@ -0,0 +1,124 @@ +"""406 추천 초기노선 같은 쪽 곡선 합치기 · 직접 잼 — `B05_Profile_Engine_RouteInitial_Merge`. + + ./venv/Scripts/python.exe -m pytest resources/tester/test_406_1_route_merge.py -q + +· 같은 쪽으로 도는 이웃 곡선 둘 → 바깥 두 직선 교점 하나(곡선 하나) · S자는 안 합침. +· 막힘 — 지반 기울기(골짜기) · 복도 밖(지형 없음) · 계류 버퍼 안 나란히 · 노선 전체 잣대. +· 큰 R(`widen`) 직접 잼 = 평지면 이탈 한도(4 m) 판보다 큼. +""" + +import numpy as np +from shapely.geometry import LineString, Point + +from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial_Merge import ( + GRADE_NOISE, + Guard, + merge_same_side, +) +from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial_Radius import _flat, widen +from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial_Search import SearchGrid, Terrain +from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial_Station import _Reference +from common_util.common_util_route_polyline import _line_intersection, build_planned_polyline + +RADIUS = 12.0 +GRADE = 0.14 +SAME = [(20.0, 20.0), (150.0, 20.0), (230.0, 70.0), (260.0, 180.0)] # 둘 다 왼쪽으로 돎 +S_CURVE = [(20.0, 20.0), (150.0, 20.0), (230.0, 70.0), (360.0, 80.0)] # 왼쪽 → 오른쪽 +FLAT = {"over_limit": {"total": 0, "grade": 0}, "max_grade_pct": 0.0, "cut_m3": 0.0, "fill_m3": 0.0} + + +def _outline(points): + return build_planned_polyline( + points, min_radius_m=RADIUS, simplify=False, curve_flags=[True] * len(points) + ) + + +def _guard(points, z=None, valid=None, streams=(), stream_offset_m=100.0): + x = np.arange(0.0, 402.0, 2.0) + y = np.arange(0.0, 262.0, 2.0) + xx, yy = np.meshgrid(x, y) + terrain = Terrain( + x, + y, + np.zeros(xx.shape) if z is None else z(xx, yy), + np.ones(xx.shape, dtype=bool) if valid is None else valid(xx, yy), + ) + grid = SearchGrid(points, terrain, list(streams), stream_offset_m=stream_offset_m) + return Guard(grid, GRADE) + + +def _distance(outline): + line = LineString(outline.vertices) + return np.vectorize(lambda px, py: line.distance(Point(px, py))) + + +def _merge(points, guard, measure=lambda line: FLAT): + outline = _outline(points) + return merge_same_side((outline, FLAT), guard, RADIUS, measure)[0] + + +def test_same_side_pair_merges_to_outer_intersection() -> None: + merged = _merge(SAME, _guard(SAME)) + assert len(merged.curves) == 1 + cross = _line_intersection(*SAME) + assert merged.curves[0].apex == (round(cross[0], 4), round(cross[1], 4)) + assert merged.curves[0].radius_m > RADIUS + + +def test_s_curve_keeps_straight() -> None: + merged = _merge(S_CURVE, _guard(S_CURVE)) + assert len(merged.curves) == 2 + assert _flat(merged)[0] == _flat(_outline(S_CURVE))[0] + + +def test_valley_grade_blocks() -> None: + """옛 선 = 골짜기 바닥(평평) · 합친 곡선은 옆 비탈을 올라 기울기 상한을 넘음.""" + distance = _distance(_outline(SAME)) + guard = _guard(SAME, z=lambda xx, yy: 3.0 * distance(xx, yy)) + assert len(_merge(SAME, guard).curves) == 2 + # 막은 까닭 = 기울기 — 합친 꼴 조각이 옛 자리보다 상한을 더 넘음 + cross = _line_intersection(*SAME) + piece = guard.piece(SAME[0], cross, SAME[-1], 40.0) + window = _Reference(_outline(SAME).vertices).window(piece) + assert guard._look(piece)[0] > guard._look(window)[0] + GRADE_NOISE + + +def test_outside_corridor_blocks() -> None: + distance = _distance(_outline(SAME)) + guard = _guard(SAME, valid=lambda xx, yy: distance(xx, yy) <= 4.0) + assert len(_merge(SAME, guard).curves) == 2 + + +def test_stream_buffer_blocks() -> None: + """평지에서 합친 큰 곡선 가운데에 나란한 계류 — 그 곡선만 버퍼 안을 나란히 지남.""" + merged = _merge(SAME, _guard(SAME)) + arc = LineString(merged.vertices) + middle = arc.interpolate(arc.project(Point(_line_intersection(*SAME)))) + ahead = arc.interpolate(arc.project(middle) + 1.0) + unit = np.subtract(ahead.coords[0], middle.coords[0]) + stream = [tuple(np.add(middle.coords[0], unit * s)) for s in (-12.0, 12.0)] + gap = LineString(_outline(SAME).vertices).distance(middle) + assert gap > 5.0 + guard = _guard(SAME, streams=[stream], stream_offset_m=0.5 * gap) + original = _outline(SAME).vertices + assert guard._look(original)[2] == 0.0 # 옛 선은 버퍼 밖 + # 버퍼 안을 나란히 지나는 큰 R 은 막힘 — 버퍼를 비키는 작은 R 로 합치거나 안 합침 + kept = _merge(SAME, guard) + assert len(kept.curves) == 2 or kept.curves[0].radius_m < merged.curves[0].radius_m + assert guard._look(kept.vertices)[2] == 0.0 + + +def test_route_yardstick_blocks() -> None: + """노선 전체 잣대(넘은 곳 · 최대 기울기 · 절성토)가 합치기 전보다 나빠지면 안 합침.""" + worse = {**FLAT, "max_grade_pct": 5.0} + assert len(_merge(SAME, _guard(SAME), measure=lambda line: worse).curves) == 2 + + +def test_widen_guard_larger_than_gap_limit() -> None: + """곧은 두 직선이 직각으로 만나는 탐색 경로 — 이탈 4 m 면 R 이 못 커짐 · 평지 직접 잼은 큼.""" + path = [(float(x), 20.0) for x in np.arange(20.0, 220.0, 2.0)] + path += [(220.0, float(y)) for y in np.arange(20.0, 222.0, 2.0)] + fitted = build_planned_polyline(path, min_radius_m=RADIUS) + gap = widen(fitted, path, RADIUS) + direct = widen(fitted, path, RADIUS, guard=_guard(path)) + assert direct.curves[0].radius_m > gap.curves[0].radius_m + 20.0