portal 在scene graph 中怎么生成？

在你的框架里，portal 不是"凭空造一个概念" ，而是从你已经有的地图/拓扑/语义里自动抽出来的"通往未知的入口点"。最常用、最稳的生成方式有 3 条主线（你可以同时用，互相校验）：

1) 从 2D 占据栅格的 Frontier 生成（最推荐、最通用）

这是最标准的：portal ≈ frontier cluster 的代表点。

步骤

Frontier 检测

在 2D occupancy grid 上找满足条件的格子：

当前格子是 free
邻域里存在 unknown

这就是 frontier cell。

Frontier 聚类（cluster）

对 frontier cells 做连通域聚类（4/8 邻接都行），得到多个簇 C_i。每个簇基本对应一个"未知方向的入口边界"。
为每个 cluster 选一个 portal anchor（代表点）

常见选法：

centroid：簇的几何中心（简单）
best-reachable：簇内距离机器人最近且 A* 可达的点（更稳）
max-visibility：在簇附近采样几个候选位姿，选"能看到更多未知"的那个（更像 IG）

估计 portal 的朝向 normal / heading（关键）

你需要知道"未知大概在 portal 的哪一侧"，做法：

取代表点 p 周围一个小环带，统计 unknown cells 的方向分布
unknown 多的方向就是 portal 的法向 n（heading）

估计 portal 宽度（可选但很有用）

沿着与 n 垂直的方向，在 frontier cluster 上测量长度（格子数量×分辨率），得到 width。

用途：过滤"太窄不可通行"的 portal；或者区分"门洞 vs 大开口"。

生成到 scene graph 的形式

新建节点 Portal_i（type=portal）
属性：position(x,y,z), heading(yaw), width, cluster_size, confidence
连边：
- Portal_i --attached_to--> Place/Region_j（它属于哪个已探索区域）
- Portal_i --leads_to--> UnknownRegion_i（后面未知）

你现在的 target_points_node.cpp 已经做了 frontier 检测/可见性/目标点选择，这条链路通常最容易直接复用。

2) 从拓扑 Place Graph / Scene Graph 的"边界节点"生成（与你的 GraphDecoder 很搭）

如果你有 places（可行走节点）和它们的连边：

思路

在 place graph 里，找那些靠近未知边界的 place（boundary place）
对 boundary places 做聚类/合并
每一簇生成一个 portal

怎么判断 place 是否 boundary？

对每个 place 节点 v：

在它附近（半径 r）的 occupancy grid 上统计 unknown 比例
unknown 比例 > 阈值 → v 是 boundary candidate

优势：portal 天然和你的拓扑图绑定，后续做路径规划/代价估计很顺。

3) 从语义结构生成（Door / Opening）（增强但别单独依赖）

如果你的 scene graph 里已经有 door / opening 之类结构节点：

做法

对每个 door 节点：
- 用其 3D bbox/中心作为 portal position
- 朝向用门框平面法向（或用两侧 free/unknown 分布估计）
然后用 occupancy/frontier 验证：门的一侧是否真的通向未知或未探索区域
- 如果门两侧都已探索，那它不是 portal（只是室内连接）

优势：更"语义正确"，尤其在房间级规划时很好用。

坑：语义门检测不稳时会漏/错，所以最好与 frontier-based 互补。

推荐你用的"组合策略"（最稳）

主干用 Frontier → Portal（方案 1），再用 door/拓扑做增强：

Frontier 聚类生成 Portal_frontier
door 节点生成 Portal_door
空间上做合并（2D/3D 距离 < ε 且朝向相近）：
- 如果 door portal 和 frontier portal 重合 → 提升置信度
- 如果 door portal 不对应 frontier → 先降权（可能是假门/已探索门）
输出 portal 集合给 scene graph

你可以直接照抄的伪代码（偏工程实现）

复制代码

portals = []

frontiers = detectFrontier(occupancy)
clusters = clusterFrontier(frontiers)

for each cluster Ci:
    p = chooseAnchor(Ci, mode="reachable_nearest")  // centroid / nearest reachable / best visibility
    n = estimateNormalFromUnknown(occupancy, p)     // direction to unknown
    w = estimateWidth(Ci, n, resolution)
    if w < min_width: continue

    portal = Portal(
        pos = gridToWorld(p),
        yaw = atan2(n.y, n.x),
        width = w,
        confidence = f(cluster_size, w)
    )
    portals.push(portal)

door_portals = portalsFromDoors(scene_graph_doors)
portals = mergeAndValidate(portals, door_portals, occupancy)

attachPortalsToGraph(portals, place_graph_or_regions)

Scene graph 里"Portal 节点"的推荐字段

（你后面要做 IG、代价、补全，这些字段很关键）

id
type = portal
pos (x,y,z)
yaw（通往未知的朝向）
width
source = {frontier, door, place_boundary}
confidence
connected_region_id（它属于哪个已探索 room/region）
unknown_region_id（它指向哪个 UnknownRegion）

如果你告诉我你现在的地图表示是哪一种最方便（2D occupancy/frontier 已有 、还是 place graph 已有 、还是 door 节点已检测 ），我可以按你现有代码结构（比如你 target_points_node.cpp 的 frontier 输出格式）给你一份更贴你工程的 C++/ROS 接口设计：订阅哪些 topic、portal message 怎么定义、在哪一层插入 scene graph。