Exponenta Banner

Запланируйте путь велосипедного робота в Simulink

Скрипт Open Live Script

Этот пример демонстрирует, как выполнить путь без препятствий между двумя местами на данной карте в Simulink®. Путь сгенерирован с помощью вероятностного плана действий (PRM), планируя алгоритм (mobileRobotPRM). Команды управления для навигации по этому пути сгенерированы с помощью Чистого контроллера Преследования блок. Велосипед кинематическая модель движения симулирует движение робота на основе тех команд.

Загрузите модель Simulink и карта

Карта распределения памяти при загрузке в рабочем пространстве MATLAB

load exampleMaps.mat

Войдите запускаются и целевые местоположения

startLoc = [5 5];
goalLoc = [12 3];

Импортированные карты: simpleMap, complexMap and ternaryMap.

Откройте модель Simulink

open_system('pathPlanningBicycleSimulinkModel.slx')

Обзор модели

Модель состоит из четырех первичных операций:

  • Планирование

  • Управление

  • Модель объекта управления

Планирование

Функциональный блок Planner MATLAB® использует mobileRobotPRM планировщик пути и берет местоположение запуска, целевое местоположение и карту как входные параметры. Блоки выводят массив wapoints, за которым следует робот. Запланированные waypoints используются в нисходящем направлении Чистым контроллером Преследования блок.

Управление

Чистое преследование

Чистый контроллер Преследования блок генерирует линейную скорость и команды скорости вращения на основе waypoints и текущего положения робота.

Проверяйте, достигнута ли Цель

Расстояние Проверки до Целевой подсистемы вычисляет текущее расстояние до цели и если это в пороге, остановках симуляции.

Модель объекта управления

Велосипед Кинематический блок Model создает модель транспортного средства, чтобы симулировать упрощенную кинематику транспортного средства. Блок берет линейный и скорости вращения как вводы команд от Чистого диспетчера Преследования блок и выводит скоростные состояния и текущее положение.

Запустите модель

Симулировать модель

simulation = sim('pathPlanningBicycleSimulinkModel.slx');

Визуализируйте движение робота

Видеть положения:

map = binaryOccupancyMap(simpleMap)
map = 
  binaryOccupancyMap with properties:

    GridLocationInWorld: [0 0]
           XWorldLimits: [0 27]
           YWorldLimits: [0 26]
               DataType: 'logical'
           DefaultValue: 0
             Resolution: 1
               GridSize: [26 27]
           XLocalLimits: [0 27]
           YLocalLimits: [0 26]
      GridOriginInLocal: [0 0]
     LocalOriginInWorld: [0 0]


robotPose = simulation.BicyclePose
robotPose = 362×3

    5.0000    5.0000         0
    5.0001    5.0000   -0.0002
    5.0007    5.0000   -0.0012
    5.0036    5.0000   -0.0062
    5.0181    4.9997   -0.0313
    5.0902    4.9929   -0.1569
    5.4081    4.8311   -0.7849
    5.5189    4.6758   -1.1170
    5.5366    4.6356   -1.1930
    5.5512    4.5942   -1.2684
      ⋮


numRobots = size(robotPose, 2) / 3;
thetaIdx = 3;

% Translation
xyz = robotPose;
xyz(:, thetaIdx) = 0;

% Rotation in XYZ euler angles
theta = robotPose(:,thetaIdx);
thetaEuler = zeros(size(robotPose, 1), 3 * size(theta, 2));
thetaEuler(:, end) = theta;

for k = 1:size(xyz, 1)
    show(map)
    hold on;
    
    % Plot Start Location
    plotTransforms([startLoc, 0], eul2quat([0, 0, 0]))
    text(startLoc(1), startLoc(2), 2, 'Start');
    
    % Plot Goal Location
    plotTransforms([goalLoc, 0], eul2quat([0, 0, 0]))
    text(goalLoc(1), goalLoc(2), 2, 'Goal');
    
    % Plot Robot's XY locations
    plot(robotPose(:, 1), robotPose(:, 2), '-b')
    
    % Plot Robot's pose as it traverses the path
    quat = eul2quat(thetaEuler(k, :), 'xyz');
    plotTransforms(xyz(k,:), quat, 'MeshFilePath',...
        'groundvehicle.stl');
    
    pause(0.01)
    hold off;
end

© Copyright 2019-2020 The MathWorks, Inc.

Документация Robotics System Toolbox

Поддержка