Question

我目前正在研究一个机器人正在穿越一个以nxn网格图（例如100x100，但将来会更大）表示的环境的项目。作为2D-array中的ints。用相机观察该区域。机器人知道哪个摄像机覆盖了哪个区域，并能够从稍微超过摄像机FOV范围的范围远程停用摄像机。它必须提出一个计划，以使环境不受注意。

现在，我需要知道哪个摄像机捕获了哪个区域。为了简单起见，我们假设所有摄像机都具有圆形FOV。现在，如果camera 1捕获了某个区域，尽管我要在数组的该区域中放置一个1。到目前为止，一切都很好。但是，如果有第二台（也许是第三台）摄像机的视野重叠呢？我将如何在网格图中表示这种重叠？

到目前为止我的想法：

在网格中添加摄像机ID-例如如果camera 1覆盖了某个FOV，则用1's填充它。如果camera 2的FOV重叠，请用1+2=3填充重叠区域。缺点：n台摄像机的可能性是指数级的，并且很难追溯数字的计算方式-例如，6可能camera 5与camera 1重叠，但也{{1} }与camera 2重叠。
将相机ID串联在网格中-对于camera 4和cam 1的重叠部分，将cam 2放入网格中。对于12的重叠，将cam 1,2 and 3放在网格中。优点：仅整数运算，应该很快。缺点：只有尽可能多的摄像机（整数范围内有数字）（123的{{1}}是int_max，因此最多10台摄像机）

有什么帮助或想法吗？甚至解决这类问题的文献或算法？编程语言将为C ++。

Answer 1

您可以在int内为每个特定摄像机使用一位。但是，如果处理单个位，则最好使用unsigned int：假设是32位int，由于有符号整数溢出，1 << 31会导致未定义的行为，因此您必须少使用一位，或者对摄像机ID 31（假设从零开始的ID）有一些特殊处理：

unsigned int field;

// setting the bit for camera ID n (zero based):
field |= 1U << n;

// clearing the bit for camera ID n (zero based):
field &= ~(1U << n);

// reading the bit:
bool isSet = (field & ~(1U << n)) != 0;

（当然，您可以将其打包到适当的（内联？）函数中...）

这样，您可以管理CHAR_BIT * sizeof(unsigned int)个摄像机。在大多数现代系统上，这将是32台摄像机，但这取决于编译器/体系结构！根据该标准，保证unsigned int能够保存0到65535之间的值，因此，为了便于移植，您只能依赖16位（long这样可以确保32位，但可以更大），例如64位linux上的64位）。如果要确保可用的特定位数，建议使用<cstdint>标头中的数据类型，例如e。 G。 uint32_t（为确保字面量1U具有适当的范围，您应该强制转换：static_cast<uint32_t>(1U)或定义适当类型的常量）。

位处理需要花费一些额外的操作，但是这些操作可以忽略不计（除了一些非常罕见的 extreme 性能场景；在15年以上的专业经验中仅一次遇到过这样的操作...）。

请注意：您可能会发现位域隐藏了摆弄您的位。好吧，可以肯定的是，它们确实可以（但是仍然存在，只是编译器为您完成了工作）。但是它们还有其他缺点（最重要的是：不能保证成员在不同系统上的顺序是相同的，因此如果将它们序列化为TCP或文件，则需要注意！），我个人宁愿避免他们。还是：

struct Field
{
    uint32_t  _0 : 1;
    uint32_t  _1 : 1;
    // ...
    uint32_t _31 : 1;
};

C ++最有效的方式来表示网格图中的相机覆盖区域

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