trajectoryGeneratorFrenet

Найдите оптимальную траекторию вдоль ссылочного пути

Описание

trajectoryGeneratorFrenet объект генерирует альтернативные траектории, использующие четвертый или полиномы пятого порядка относительно данного ссылочного пути. Каждая траектория задает движение между состояниями Frenet по промежутку требуемого времени.

Состояния Frenet описывают свое положение, скорость и ускорение относительно статического ссылочного пути в виде referencePathFrenet объект.

Объект описывает состояния Френета как вектор из формы [S dS ddS L dL ddL], где S длина дуги и L перпендикулярное отклонение от направления ссылочного пути. Производные S относительно времени. Производные L относительно длины дуги, S.

Depiction of Frenet states relative to a reference path

Чтобы сгенерировать альтернативные траектории, задайте начальные и терминальные состояния сети с бесплатным доступом с данным отрезком времени к connect объектная функция.

Создание

Описание

пример

connectorFrenet = trajectoryGeneratorFrenet(refPath) генерирует траектории между начальной буквой и конечными состояниями относительно ссылочного пути refPath заданный как referencePathFrenet объект. refPath входной параметр устанавливает свойство ReferencePath.

connectorFrenet = trajectoryGeneratorFrenet(refPath,'TimeResolution',timeValue) задает временной интервал для дискретизации. timeValue аргумент устанавливает свойство TimeResolution.

Свойства

развернуть все

Временной интервал дискретизации между произведенным Frenet утверждает в виде положительной скалярной величины в секундах. При использовании connect возразите функции, это свойство определяет разрешение Times поле сгенерированных структур траектории, frenetTrajectory и globalTrajectory.

Типы данных: double

Ссылочный путь в Frenet координирует в виде referencePathFrenet объект.

Функции объекта

connectСоедините начальную букву и терминал состояния Frenet

Примеры

свернуть все

Сгенерируйте альтернативные траектории для ссылочного использования пути координаты Frenet. Задайте различную начальную букву и конечные состояния для ваших траекторий. Настройте свои состояния на основе сгенерированных траекторий.

Сгенерируйте ссылочный путь от набора waypoints. Создайте trajectoryGeneratorFrenet объект от ссылочного пути.

waypoints = [0 0; ...
	50 20; ...
	100 0; ...
	150 10];
refPath = referencePathFrenet(waypoints);
connector = trajectoryGeneratorFrenet(refPath);

Сгенерируйте пять вторых траекторий между источником пути и точкой 30 m вниз путь, как Frenet утверждает.

initState = [0 0 0 0 0 0];  % [S ds ddS L dL ddL]
termState = [30 0 0 0 0 0]; % [S ds ddS L dL ddL]
[~,trajGlobal] = connect(connector,initState,termState,5);

Отобразите траекторию в глобальных координатах.

show(refPath);
hold on
axis equal
plot(trajGlobal.Trajectory(:,1),trajGlobal.Trajectory(:,2),'b')
legend(["Waypoints","Reference Path","Trajectory to 30m"])

Создайте матрицу конечных состояний с боковыми отклонениями между-3 м и 3 м. Сгенерируйте траектории, которые покрывают ту же длину дуги за 10 секунд, но отклоняются со стороны от ссылочного пути. Отобразите новые альтернативные пути.

termStateDeviated = termState + ([-3:3]' * [0 0 0 1 0 0]);
[~,trajGlobal] = connect(connector,initState,termStateDeviated,5);

clf
show(refPath);
hold on
axis equal
for i = 1:length(trajGlobal)
    plot(trajGlobal(i).Trajectory(:,1),trajGlobal(i).Trajectory(:,2),'g')
end
legend(["Waypoints","Reference Path","Alternative Trajectories"])
hold off

Задайте новое конечное состояние, чтобы сгенерировать новую траекторию. Эта траектория не желательна, потому что она требует противоположному движению достигнуть боковой скорости 10 м/с.

newTermState = [5 10 0 5 0 0];
[~,newTrajGlobal] = connect(connector,initState,newTermState,3);

clf
show(refPath);
hold on
axis equal
plot(newTrajGlobal.Trajectory(:,1),newTrajGlobal.Trajectory(:,2),'b');
legend(["Waypoint","Reference Path","New Trajectory"])
hold off

Ослабьте ограничение на продольном состоянии путем определения длины дуги NaN. Сгенерируйте и отобразите траекторию снова. Новое положение показывает хорошую альтернативную траекторию, которая отклоняется от ссылочного пути.

relaxedTermState = [NaN 10 0 5 0 0];
[~,trajGlobalRelaxed] = connect(connector,initState,relaxedTermState,3);

clf
show(refPath);
hold on
axis equal
plot(trajGlobalRelaxed.Trajectory(:,1),trajGlobalRelaxed.Trajectory(:,2),'g');
hold off

Расширенные возможности

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

Введенный в R2020b
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте