1.背景需求
在一个拥有多个房间的楼层，让一个拥有底座的机器人能够跟随一个人走动。
2.解决方案
在楼层各个房间布设一个发射器，走动的人身上带上一个接收器。将楼层以房间为单位划分为不同区域（如果有大片区域没有房间，另外处理）。接收器根据获取的和各个发射器之间的距离，来确认目前人处于的区域。再通过和机器人底座的接口，通知机器人跟随。
3.算法设计
3.1.准备
数据收集：首先，需要收集发射器与各个房间接收器之间的距离数据。
区域划分：根据楼层的布局和房间分布，预先设定好不同区域的划分标准.
3.2.算法设计
步骤一：初始化
- 定义楼层区域划分的边界。
- 创建一个数据结构，用于存储每个房间的接收器与发射器之间的距离。
步骤二：数据预处理
- 对收集到的距离数据进行排序，以便后续处理。
步骤三：区域判断
- 遍历每个房间的接收器与发射器之间的距离。
- 根据预设的区域边界，判断接收器所在的区域。
步骤四：输出结果
- 将每个接收器划分到对应的区域，并输出结果。
代码示例：
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;public class FloorRegionAssigner {// 定义楼层区域划分的边界private static final Map<String, Double> REGION_BOUNDARIES = new HashMap<>();static {REGION_BOUNDARIES.put("A", 10.0); // 距离发射器10米以内的区域REGION_BOUNDARIES.put("B", 20.0); // 距离发射器10-20米的区域REGION_BOUNDARIES.put("C", Double.POSITIVE_INFINITY); // 距离发射器20米以上的区域}// 存储每个房间的接收器与发射器之间的距离private Map<String, Double> roomDistances;public FloorRegionAssigner(Map<String, Double> roomDistances) {this.roomDistances = roomDistances;}// 划分区域public Map<String, String> assignRegions() {Map<String, String> regionAssignment = new HashMap<>();for (Map.Entry<String, Double> entry : roomDistances.entrySet()) {String room = entry.getKey();double distance = entry.getValue();for (Map.Entry<String, Double> boundary : REGION_BOUNDARIES.entrySet()) {if (distance <= boundary.getValue()) {regionAssignment.put(room, boundary.getKey());break;}}}return regionAssignment;}// 输出结果public void printRegionAssignments(Map<String, String> regionAssignments) {for (Map.Entry<String, String> assignment : regionAssignments.entrySet()) {System.out.println("房间 " + assignment.getKey() + " 位于区域 " + assignment.getValue());}}public static void main(String[] args) {Map<String, Double> roomDistances = new HashMap<>();roomDistances.put("room1", 5.0);roomDistances.put("room2", 12.0);roomDistances.put("room3", 18.0);roomDistances.put("room4", 25.0);// ... 其他房间FloorRegionAssigner assigner = new FloorRegionAssigner(roomDistances);Map<String, String> assignedRegions = assigner.assignRegions();assigner.printRegionAssignments(assignedRegions);}
}
3.3.算法改进
忽略的问题：
各个区域的边界区域临界点如何处理
改进策略：
-
边界重叠处理：对于处于边界地带的房间，可以将其分配到距离较近的区域，或者根据具体需求，将其分配到两个区域中的任意一个。
-
模糊区域处理：可以设置一个模糊区域，对于处于边界地带且距离两个区域边界都非常接近的房间，可以将其归类到模糊区域。
优化代码：
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;public class FloorRegionAssigner {private static final Map<String, Double> REGION_BOUNDARIES = new HashMap<>();static {REGION_BOUNDARIES.put("A", 10.0);REGION_BOUNDARIES.put("B", 20.0);// "C" 区域不需要设置上限，因为它包含所有超过20米的距离}private Map<String, Double> roomDistances;public FloorRegionAssigner(Map<String, Double> roomDistances) {this.roomDistances = roomDistances;}public Map<String, String> assignRegions() {Map<String, String> regionAssignment = new HashMap<>();for (Map.Entry<String, Double> entry : roomDistances.entrySet()) {String room = entry.getKey();double distance = entry.getValue();String region = "C"; // 默认区域为Cfor (Map.Entry<String, Double> boundary : REGION_BOUNDARIES.entrySet()) {if (distance <= boundary.getValue()) {region = boundary.getKey();break;}}// 处理边界地带，如果距离非常接近边界，可以将其归类到模糊区域或最近的区域if (distance > REGION_BOUNDARIES.get("A") && distance < REGION_BOUNDARIES.get("B")) {// 这里可以根据具体需求决定如何处理边界地带// 例如，可以将其归类到最近的区域region = distance - REGION_BOUNDARIES.get("A") < REGION_BOUNDARIES.get("B") - distance ? "A" : "B";}regionAssignment.put(room, region);}return regionAssignment;}public void printRegionAssignments(Map<String, String> regionAssignments) {for (Map.Entry<String, String> assignment : regionAssignments.entrySet()) {System.out.println("房间 " + assignment.getKey() + " 位于区域 " + assignment.getValue());}}public static void main(String[] args) {Map<String, Double> roomDistances = new HashMap<>();roomDistances.put("room1", 9.5);roomDistances.put("room2", 10.5);roomDistances.put("room3", 19.5);roomDistances.put("room4", 20.5);// ... 其他房间FloorRegionAssigner assigner = new FloorRegionAssigner(roomDistances);Map<String, String> assignedRegions = assigner.assignRegions();assigner.printRegionAssignments(assignedRegions);}
}