vehicleCostmap

Пробел планирования представления Costmap вокруг автомобиля

Описание

Объект vehicleCostmap создает costmap, который представляет пространство поиска планирования вокруг автомобиля. costmap содержит информацию о среде, такой как препятствия или области, которые не может пересечь автомобиль. Чтобы проверять на столкновения, costmap раздувает препятствия с помощью радиуса инфляции, заданного в свойстве CollisionChecker. costmap используется алгоритмами планирования пути, такими как pathPlannerRRT, чтобы найти, что пути без коллизий для автомобиля следуют.

costmap хранится как 2D сетка ячеек, часто названных occupancy grid. Каждая ячейка сетки в costmap имеет значение в области значений [0, 1] представление стоимости навигации через ту ячейку сетки. Состоянием каждой ячейки сетки является free, occupied или unknown, как определено свойствами FreeThreshold и OccupiedThreshold.

Следующие данные показывают costmap с демонстрационными затратами и состояниями ячейки сетки.

Создание

Синтаксис

costmap = vehicleCostmap(C)

costmap = vehicleCostmap(mapWidth,mapLength)

costmap = vehicleCostmap(mapWidth,mapLength,costVal)

costmap = vehicleCostmap(occGrid)

costmap = vehicleCostmap(___,'MapLocation',mapLocation)

costmap = vehicleCostmap(___,Name,Value)

Описание

costmap = vehicleCostmap(C) создает автомобиль costmap использование величины затрат в матричном C.

costmap = vehicleCostmap(mapWidth,mapLength) создает автомобиль costmap представление области ширины mapWidth и длина mapLength в мировых модулях. По умолчанию каждая ячейка сетки находится в неизвестном состоянии.

пример

costmap = vehicleCostmap(mapWidth,mapLength,costVal) также присваивает стоимость по умолчанию, costVal, к каждой ячейке в сетке.

costmap = vehicleCostmap(occGrid) создает автомобиль costmap из сетки заполнения occGrid. Использование этого синтаксиса требует Robotics System Toolbox™.

costmap = vehicleCostmap(___,'MapLocation',mapLocation) задает в mapLocation нижние левые угловые координаты costmap. Задайте 'MapLocation',mapLocation после любых из предыдущих входных параметров и в любом порядке среди аргументов пары Name,Value.

costmap = vehicleCostmap(___,Name,Value) использование аргументы пары Name,Value, чтобы задать FreeThreshold, OccupiedThreshold, CollisionChecker и свойства CellSize. Например, vehicleCostmap(C,'CollisionChecker',ccConfig) использует объект inflationCollisionChecker, ccConfig, чтобы представлять форму автомобиля и проверку на столкновения. После того, как вы создадите объект, можно обновить все эти свойства кроме CellSize.

Входные параметры

развернуть все

`C` Величина затрат
матрица действительных значений в области значений [0, 1]

Величина затрат, заданная как матрица действительных значений, которые находятся в области значений [0, 1].

При создании объекта vehicleCostmap, если вы не задаете C или универсальную величину затрат, costVal, затем величиной затрат по умолчанию на каждую ячейку сетки является (FreeThreshold + OccupiedThreshold)/2.

Типы данных: single | double

`mapWidth` — Ширина costmap
положительный действительный скаляр

Ширина costmap, в мировых модулях, заданных как положительный действительный скаляр.

`mapLength` — Длина costmap
положительный действительный скаляр

Длина costmap, в мировых модулях, заданных как положительный действительный скаляр.

`costVal` — Универсальная величина затрат
действительный скаляр в области значений [0, 1]

Универсальная величина затрат применилась ко всем ячейкам в costmap, заданном как действительный скаляр в области значений [0, 1].

При создании объекта vehicleCostmap, если вы не задаете costVal или матрицу величины затрат, C, затем величиной затрат по умолчанию на каждую ячейку сетки является (FreeThreshold + OccupiedThreshold)/2.

`occGrid` — Сетка заполнения
Объект `robotics.OccupancyGrid` | объект `robotics.BinaryOccupancyGrid`

Сетка заполнения, заданная как объект robotics.OccupancyGrid или robotics.BinaryOccupancyGrid. Использование этого аргумента требует Robotics System Toolbox.

`mapLocation` — Местоположение Costmap
`[0 0]` (значение по умолчанию) | двухэлементный вектор с действительным знаком формы [mapX mapY]

Местоположение Costmap, заданное как двухэлементный вектор с действительным знаком формы [mapX mapY]. Этот вектор задает координатное местоположение нижнего левого угла costmap.

Пример: 'MapLocation',[8 8]

Свойства

развернуть все

`FreeThreshold` — Порог, ниже которого ячейка сетки свободна
`0.2` (значение по умолчанию) | действительный скаляр в области значений [0, 1]

Порог, ниже которого ячейка сетки свободна, задана как действительный скаляр в области значений [0, 1].

Ячейка сетки со стоимостью c может иметь одно из этих состояний:

Если c <FreeThreshold, состояние ячейки сетки свободно.
Если c ≥ FreeThreshold и c ≤ OccupiedThreshold, состояние ячейки сетки неизвестно.
Если c> OccupiedThreshold, состояние ячейки сетки занято.

`OccupiedThreshold` — Порог, выше которого занята ячейка сетки
`0.65` (значение по умолчанию) | действительный скаляр в области значений [0, 1]

Порог, выше которого занята ячейка сетки, задал как действительный скаляр в области значений [0, 1].

Ячейка сетки со стоимостью c может иметь одно из этих состояний:

Если c <FreeThreshold, состояние ячейки сетки свободно.
Если c ≥ FreeThreshold и c ≤ OccupiedThreshold, состояние ячейки сетки неизвестно.
Если c> OccupiedThreshold, состояние ячейки сетки занято.

`CollisionChecker` — Проверяющая столкновение настройка
`inflationCollisionChecker()` (значение по умолчанию) | объект `InflationCollisionChecker`

Проверяющая столкновение настройка, заданная как объект InflationCollisionChecker. Чтобы создать этот объект, используйте функцию inflationCollisionChecker. Используя свойства объекта InflationCollisionChecker, можно сконфигурировать:

Радиус инфляции раньше раздувал препятствия в costmap
Количество кругов раньше заключало автомобиль при вычислении радиуса инфляции
Размещение каждого круга вдоль продольной оси автомобиля
Размерности автомобиля

По умолчанию CollisionChecker использует объект InflationCollisionChecker по умолчанию, который создается с помощью синтаксиса inflationCollisionChecker(). Эта проверяющая столкновение настройка заключает автомобиль в один круг.

`MapExtent` — Степень costmap
четырехэлементный, неотрицательный целочисленный вектор формы [xmin xmax ymin ymax]

Это свойство доступно только для чтения.

Степень costmap вокруг автомобиля, заданного как четырехэлементный, неотрицательный целочисленный вектор формы [xmin xmax ymin ymax].

xmin и xmax описывают длину карты в мировых координатах.
ymin и ymax описывают ширину карты в мировых координатах.

`CellSize` — Длина стороны каждой квадратной ячейки
`1` (значение по умолчанию) | положительный действительный скаляр

Длина стороны каждой квадратной ячейки, в мировых модулях, заданных как положительный действительный скаляр. Например, длина стороны 1 подразумевает сетку, где каждая ячейка является квадратом размера метры 1 на 1. Меньшие значения улучшают разрешение пространства поиска за счет увеличенного потребления памяти.

Можно задать CellSize, когда вы создаете объект vehicleCostmap. Однако после того, как вы создаете объект, CellSize становится только для чтения.

`MapSize` — Размер costmap сетки
двухэлементный, положительный целочисленный вектор формы [nrows ncols]

Это свойство доступно только для чтения.

Размер costmap сетки, заданной как двухэлементный, положительный целочисленный вектор формы [nrows ncols].

nrows является количеством строк ячейки сетки в costmap.
ncols является количеством столбцов ячейки сетки в costmap.

Функции объекта

`checkFree`	Проверяйте автомобиль costmap на положения без коллизий или точки
`checkOccupied`	Проверяйте автомобиль costmap на занятые положения или точки
`getCosts`	Получите величину затрат на ячейки в автомобиле costmap
`setCosts`	Установите величину затрат на ячейки в автомобиле costmap
`plot`	Постройте автомобиль costmap

Примеры

свернуть все

Создайте и заполните автомобиль Costmap

Скрипт Open Live Script

Создайте 10 20 метр costmap, который разделен на квадратные ячейки размера 0.5 0.5 метры. Задайте величину затрат по умолчанию на 0,5 для всех ячеек.

mapWidth = 10;
mapLength = 20;
costVal = 0.5;
cellSize = 0.5;

costmap = vehicleCostmap(mapWidth,mapLength,costVal,'CellSize',cellSize)

costmap = 
  vehicleCostmap with properties:

        FreeThreshold: 0.2000
    OccupiedThreshold: 0.6500
     CollisionChecker: [1x1 driving.costmap.InflationCollisionChecker]
             CellSize: 0.5000
              MapSize: [40 20]
            MapExtent: [0 10 0 20]

Отметьте препятствие на costmap. Отобразите costmap.

occupiedVal = 0.9;
xyPoint = [2,4]; 
setCosts(costmap,xyPoint,occupiedVal)

plot(costmap)

Отметьте область без препятствий на costmap. Отобразите costmap снова.

freeVal = 0.15; 
[X,Y] = meshgrid(3.5:cellSize:5,0.5:cellSize:1.5); 
setCosts(costmap,[X(:),Y(:)],freeVal)
plot(costmap)

Алгоритмы

Чтобы упростить проверку то, является ли положение автомобиля в столкновении, vehicleCostmap раздувает размер препятствий. Проверяющий столкновение алгоритм выполняет эти шаги:

Вычислите радиус инфляции, в мировых модулях, от размерностей автомобиля. Радиус инфляции по умолчанию равен радиусу самого маленького набора перекрывающихся кругов, требуемых полностью заключать автомобиль. Центральные точки кругов простираются вдоль продольной оси автомобиля. Увеличение числа кругов уменьшает радиус инфляции, который включает более точную проверку столкновения.

Радиус инфляции, один центр	Радиус инфляции, три центра

Преобразуйте радиус инфляции во многие ячейки сетки, R. Окружите значения нецелого числа R к следующему самому большому целому числу.

Раздуйте размер препятствий с помощью R. Маркируйте все ячейки в расширенной области, как занято.

Схемы отображают занятые ячейки темно-красным. Ячейки в расширенной области окрашены светло-красные. Чистая черная строка показывает исходный радиус инфляции. В схеме слева, R равняется 3. В схеме справа, R равняется 2.

Расширенные ячейки сетки, один центр	Расширенные ячейки сетки, три центра

Проверяйте, лежат ли центральные точки автомобиля на расширенных ячейках сетки.
- Если какая-либо центральная точка находится на расширенной ячейке сетки, то положение автомобиля занято. Функция checkOccupied возвращает true. Занятое положение не обязательно означает столкновение. Например, автомобиль может лечь на расширенную ячейку сетки, но не на ячейку сетки, которая на самом деле занята.
- Если никакие центральные точки не лежат на расширенных ячейках сетки, и величина затрат на каждую ячейку, содержащую центральную точку, является меньше, чем FreeThreshold, то положение автомобиля свободно. Функция checkFree возвращает true.
- Если никакие центральные точки не лежат на расширенных ячейках сетки, и величина затрат на любую ячейку, содержащую центральную точку, больше, чем FreeThreshold, то положение автомобиля неизвестно. И checkFree и checkOccupied возвращают false.

Следующие положения рассматриваются в столкновении, потому что по крайней мере одна центральная точка находится на расширенной области.

Позируйте в столкновении, одном центре	Позируйте в столкновении, трех центрах

Вопросы совместимости

развернуть все

Свойства InflationRadius и VehicleDimensions не рекомендуются

Не рекомендуемый запуск в R2018b

Свойства InflationRadius и VehicleDimensions vehicleCostmap не рекомендуются. Вместо этого:

Используйте функцию inflationCollisionChecker, чтобы создать объект InflationCollisionChecker, который имеет свойства InflationRadius и VehicleDimensions.
Задайте этот объект как значение свойства CollisionChecker vehicleCostmap.

Нет никаких текущих планов удалить свойства InflationRadius и VehicleDimensions vehicleCostmap. Если вы действительно задаете эти свойства, значения в соответствующих свойствах CollisionChecker обновляются, чтобы соответствовать.

Когда объект vehicleCostmap был введен в R2018a, этот объект раздул препятствия на основе заданного радиуса инфляции и размерностей автомобиля только. Объект InflationCollisionChecker, который задан в свойстве CollisionChecker vehicleCostmap, обеспечивает дополнительные параметры конфигурации для расширения препятствий. Например, можно указать, что количество кругов раньше вычисляло радиус инфляции, включая более точную проверку столкновения.

Обновите код

Таблица показывает типичное использование свойств InflationRadius и VehicleDimensions vehicleCostmap. Это также показывает, как обновить ваш код с помощью соответствующих свойств объекта InflationCollisionChecker.

Нежелательное использование	Рекомендуемая замена
vehicleDims = vehicleDimensions(5,2); inflationRadius = 1.2; costmap = vehicleCostmap(C, ... 'VehicleDimensions',vehicleDims, ... 'InflationRadius',inflationRadius);	vehicleDims = vehicleDimensions(5,2); inflationRadius = 1.2; ccConfig = inflationCollisionChecker(vehicleDims, ... 'InflationRadius',inflationRadius); costmap = vehicleCostmap(C, ... 'CollisionChecker',ccConfig);

Нежелательное использование

Рекомендуемая замена

vehicleDims = vehicleDimensions(5,2);
inflationRadius = 1.2;
costmap = vehicleCostmap(C, ...
    'VehicleDimensions',vehicleDims, ...
    'InflationRadius',inflationRadius);

vehicleDims = vehicleDimensions(5,2);
inflationRadius = 1.2;
ccConfig = inflationCollisionChecker(vehicleDims, ...
    'InflationRadius',inflationRadius);
costmap = vehicleCostmap(C, ...
    'CollisionChecker',ccConfig);

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Указания и ограничения по применению:

Проверяющая столкновение настройка, сохраненная в свойстве CollisionChecker, должна быть постоянным временем компиляции.
Входной параметр mapLocation должен быть постоянным временем компиляции.

Документация

vehicleCostmap

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Входные параметры

`C` Величина затрат
матрица действительных значений в области значений [0, 1]

`mapWidth` — Ширина costmap
положительный действительный скаляр

`mapLength` — Длина costmap
положительный действительный скаляр

`costVal` — Универсальная величина затрат
действительный скаляр в области значений [0, 1]

`occGrid` — Сетка заполнения
Объект `robotics.OccupancyGrid` | объект `robotics.BinaryOccupancyGrid`

`mapLocation` — Местоположение Costmap
`[0 0]` (значение по умолчанию) | двухэлементный вектор с действительным знаком формы [mapX mapY]

Свойства

`FreeThreshold` — Порог, ниже которого ячейка сетки свободна
`0.2` (значение по умолчанию) | действительный скаляр в области значений [0, 1]

`OccupiedThreshold` — Порог, выше которого занята ячейка сетки
`0.65` (значение по умолчанию) | действительный скаляр в области значений [0, 1]

`CollisionChecker` — Проверяющая столкновение настройка
`inflationCollisionChecker()` (значение по умолчанию) | объект `InflationCollisionChecker`

`MapExtent` — Степень costmap
четырехэлементный, неотрицательный целочисленный вектор формы [xmin xmax ymin ymax]

`CellSize` — Длина стороны каждой квадратной ячейки
`1` (значение по умолчанию) | положительный действительный скаляр

`MapSize` — Размер costmap сетки
двухэлементный, положительный целочисленный вектор формы [nrows ncols]

Функции объекта

Примеры

Создайте и заполните автомобиль Costmap

Алгоритмы

Вопросы совместимости

Свойства InflationRadius и VehicleDimensions не рекомендуются

Обновите код

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Темы

Введенный в R2018a

Документация Automated Driving Toolbox

Поддержка

Документация

vehicleCostmap

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Входные параметры

C Величина затрат матрица действительных значений в области значений [0, 1]

mapWidth — Ширина costmap положительный действительный скаляр

mapLength — Длина costmap положительный действительный скаляр

costVal — Универсальная величина затрат действительный скаляр в области значений [0, 1]

occGrid — Сетка заполнения Объект robotics.OccupancyGrid | объект robotics.BinaryOccupancyGrid

mapLocation — Местоположение Costmap [0 0] (значение по умолчанию) | двухэлементный вектор с действительным знаком формы [mapX mapY]

Свойства

FreeThreshold — Порог, ниже которого ячейка сетки свободна 0.2 (значение по умолчанию) | действительный скаляр в области значений [0, 1]

OccupiedThreshold — Порог, выше которого занята ячейка сетки 0.65 (значение по умолчанию) | действительный скаляр в области значений [0, 1]

CollisionChecker — Проверяющая столкновение настройка inflationCollisionChecker() (значение по умолчанию) | объект InflationCollisionChecker

MapExtent — Степень costmap четырехэлементный, неотрицательный целочисленный вектор формы [xmin xmax ymin ymax]

CellSize — Длина стороны каждой квадратной ячейки 1 (значение по умолчанию) | положительный действительный скаляр

MapSize — Размер costmap сетки двухэлементный, положительный целочисленный вектор формы [nrows ncols]

Функции объекта

Примеры

Создайте и заполните автомобиль Costmap

Алгоритмы

Вопросы совместимости

Свойства InflationRadius и VehicleDimensions не рекомендуются

Обновите код

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Темы

Введенный в R2018a

Документация Automated Driving Toolbox

Поддержка

`C` Величина затрат
матрица действительных значений в области значений [0, 1]

`mapWidth` — Ширина costmap
положительный действительный скаляр

`mapLength` — Длина costmap
положительный действительный скаляр

`costVal` — Универсальная величина затрат
действительный скаляр в области значений [0, 1]

`occGrid` — Сетка заполнения
Объект `robotics.OccupancyGrid` | объект `robotics.BinaryOccupancyGrid`

`mapLocation` — Местоположение Costmap
`[0 0]` (значение по умолчанию) | двухэлементный вектор с действительным знаком формы [mapX mapY]

`FreeThreshold` — Порог, ниже которого ячейка сетки свободна
`0.2` (значение по умолчанию) | действительный скаляр в области значений [0, 1]

`OccupiedThreshold` — Порог, выше которого занята ячейка сетки
`0.65` (значение по умолчанию) | действительный скаляр в области значений [0, 1]

`CollisionChecker` — Проверяющая столкновение настройка
`inflationCollisionChecker()` (значение по умолчанию) | объект `InflationCollisionChecker`

`MapExtent` — Степень costmap
четырехэлементный, неотрицательный целочисленный вектор формы [xmin xmax ymin ymax]

`CellSize` — Длина стороны каждой квадратной ячейки
`1` (значение по умолчанию) | положительный действительный скаляр

`MapSize` — Размер costmap сетки
двухэлементный, положительный целочисленный вектор формы [nrows ncols]

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.