робототехника. Класс OccupancyGrid
Пакет: робототехника
Создайте сетку заполнения с вероятностными значениями
Описание
OccupancyGrid создает 2D карту сетки заполнения. Каждая ячейка в сетке заполнения имеет значение, представляющее вероятность заполнения той ячейки. Значения близко к 1 представляют высокую уверенность, что ячейка содержит препятствие. Значения близко к 0 представляют уверенность, что ячейка не занята и свободное препятствие.
Сетки заполнения используются в алгоритмах робототехники, таких как планирование пути (см. robotics.PRM). Они также используются в отображении приложений для нахождения путей без коллизий, выполнения предотвращения столкновения и вычисления локализации (см. robotics.MonteCarloLocalization). Можно изменить сетку заполнения, чтобы соответствовать определенному приложению.
Объекты OccupancyGrid поддерживают мировые и декартовы координаты. Источник мировых координат задан свойством GridLocationInWorld объекта, который задает нижний левый угол сетки. Номер и размер местоположений сетки заданы свойством Resolution. Первое местоположение сетки с индексом (1,1) начинается в верхнем левом углу сетки.
Используйте класс OccupancyGrid, чтобы создать 2D карты среды со значениями вероятности, представляющими различные препятствия в вашем мире. Можно задать точные значения вероятности ячеек или включать наблюдения от датчиков, таких как лазерные сканеры.
Значения вероятности хранятся с помощью двоичного файла фильтр Бейеса, чтобы оценить заполнение каждой ячейки сетки. Представление логарифмических разногласий используется со значениями, сохраненными как int16, чтобы уменьшать размер ресурса хранения карты и допускать приложения реального времени.
Если емкость памяти является ограничением, рассмотрите использование robotics.BinaryOccupancyGrid вместо этого. Бинарная сетка заполнения использует меньше памяти с двоичными значениями, но все еще работает с алгоритмами Robotics System Toolbox™ и другими приложениями.
Конструкция
map = robotics.OccupancyGrid(width,height)width и height в метрах. Разрешение сетки по умолчанию является 1 ячейкой на метр.
map = robotics.OccupancyGrid(width,height,resolution)
map = robotics.OccupancyGrid(rows,cols,resolution,"grid")
map = robotics.OccupancyGrid(p)p. Размер сетки совпадает с размером матрицы с каждым значением вероятности ячейки, интерпретированным от матричного местоположения.
map = robotics.OccupancyGrid(p,resolution)
Входные параметры
Свойства
Методы
| checkOccupancy | Проверяйте местоположения бесплатно, занятые, или неизвестные значения |
| копия | Создайте копию сетки заполнения |
| getOccupancy | Получите заполнение местоположения |
| grid2world | Преобразуйте индексы сетки в мировые координаты |
| раздуть | Раздуйте каждое занятое местоположение сетки |
| insertRay | Вставьте луч от лазерного наблюдения сканирования |
| occupancyMatrix | Преобразуйте сетку заполнения, чтобы удвоить матрицу |
| rayIntersection | Вычислите точки пересечения карты лучей |
| raycast | Вычислите индексы ячейки вдоль луча |
| setOccupancy | Установите заполнение местоположения |
| show | Покажите значения сетки в фигуре |
| updateOccupancy | Интегрируйте наблюдение вероятности в местоположении |
| world2grid | Преобразуйте мировые координаты в индексы сетки |
Примеры
Вставьте лазерные сканирования в сетку заполнения
Возьмите область значений и угловые показания от лазерного сканирования и вставьте эти показания в сетку заполнения.
Создайте пустую карту сетки заполнения.
map = robotics.OccupancyGrid(10,10,20);
Вставьте лазерное сканирование в сетку заполнения. Задайте положение областей значений робота и углов и макс. области значений лазерного сканирования.
pose = [5,5,0];
ranges = 3*ones(100, 1);
angles = linspace(-pi/2, pi/2, 100);
maxrange = 20;
insertRay(map,pose,ranges,angles,maxrange);Покажите карту, чтобы видеть результаты вставки лазерного сканирования. Проверяйте заполнение пятна непосредственно перед роботом.
show(map)
getOccupancy(map,[8 5])
ans = 0.7000
Добавьте второе чтение и просмотрите обновление значений заполнения. Дополнительное чтение увеличивает уверенность в показаниях. Свободные и занятые значения становятся более отличными.
insertRay(map,pose,ranges,angles,maxrange); show(map)
getOccupancy(map,[8 5])
ans = 0.8448
Преобразуйте изображение PGM, чтобы сопоставить
Преобразуйте портативный graymap (.pgm) файл, содержащий карту ROS в карту OccupancyGrid для использования в MATLAB.
Импортируйте изображение с помощью imread. Обрежьте изображение к соответствующей области.
image = imread('playpen_map.pgm');
imageCropped = image(750:1250,750:1250);
imshow(imageCropped)
Значения PGM выражаются от 0 до 255 как uint8. Нормируйте эти значения путем преобразования кадрированного изображения в double и деления каждой ячейки на 255. Это изображение показывает препятствия значениями близко к 0. Вычтите нормированное изображение от 1, чтобы добраться, значения заполнения с 1 представлением заняли место.
imageNorm = double(imageCropped)/255; imageOccupancy = 1 - imageNorm;
Создайте объект OccupancyGrid с помощью настроенного изображения карты. Импортированное разрешение карты является 20 ячейками на метр.
map = robotics.OccupancyGrid(imageOccupancy,20); show(map)
Ограничения
Значения заполнения имеют ограниченное разрешение ±0.001. Значения хранятся как int16 с помощью представления логарифмических разногласий. Этот тип данных ограничивает разрешение, но сохраняет вас память при хранении больших карт в MATLAB®. При вызове set и затем get, возвращенное значение не может равняться значению, которое вы устанавливаете. Для получения дополнительной информации смотрите раздел представлений логарифмических разногласий в Сетках Заполнения.
Расширенные возможности
Смотрите также
readOccupancyGrid | robotics.BinaryOccupancyGrid | robotics.PRM | robotics.PurePursuit | writeOccupancyGrid