dynamicCapsuleList

Динамический основанный на капсуле список препятствий

Описание

dynamicCapsuleList объект управляет двумя списками основанных на капсуле объектов столкновения на 2D пробеле. Объекты столкновения разделены на два списка, тела эго и препятствия. Для тел эго и препятствий в 3-D, смотрите dynamicCapsuleList3D объект.

Каждый объект столкновения в двух списках имеет три основных элемента:

  • ID – Целое число, которое идентифицирует каждый объект, хранивший в EgoIDs свойство для тел эго и ObstacleIDs свойство для препятствий.

  • Состояния – Местоположение и ориентация объекта как M-by-3 матрица, где каждая строка имеет форму [x y theta] и M является количеством состояний вдоль пути объекта в мировой системе координат. Список состояний принимает, что каждое состояние разделяется фиксированным временным интервалом. xy - положения исчисляются в метрах, и theta исчисляется в радианах. Локальный источник по умолчанию расположен в центре левого полукруга капсулы.

  • Геометрия – Размер основанного на капсуле основанного на объектах на заданной длине и радиусе. Радиус применяется к заглушкам полукруга, и длина применяется к длине центрального прямоугольника. Чтобы переключить краткую геометрию и локальный источник относительно точки источника по умолчанию, задайте фиксированное преобразование относительно локальной системы координат капсулы.

Capsule geometry image showing the position and orientation of the capsule dimensions. Positive X is the right direction in the world frame. Positive Y is up. Positive theta is a counter-clockwise rotation from the world frame. The capsule geometry has a radius for the circular ends and a length for the rectangular section in the middle.

Используйте объектные функции, чтобы динамически добавить, удалить, и обновить конфигурации и состояния различных объектов в вашей среде. Чтобы добавить тело эго, смотрите addEgo объектная функция. Чтобы добавить препятствие, смотрите addObstacle объектная функция.

После определения всех объектных состояний подтвердите пути тела эго и проверку на столкновения с препятствиями на каждом шаге с помощью checkCollision объектная функция. Функция только проверяет, сталкивается ли тело эго с препятствием, игнорируя столкновения только между препятствиями или только телами эго.

Создание

Описание

пример

obstacleList = dynamicCapsuleList создает динамический основанный на капсуле список препятствий без тел эго или препятствий. Чтобы начать создавать список препятствий, используйте addEgo или addObstacle функции объекта.

Свойства

развернуть все

Максимальное количество временных шагов в препятствии перечисляет в виде положительного целого числа. Количество шагов определяет к максимальной длине States поле для определенного тела эго или препятствия.

Типы данных: double

Это свойство доступно только для чтения.

Список идентификаторов для тел эго, возвращенных как вектор из положительных целых чисел.

Типы данных: double

Это свойство доступно только для чтения.

Список идентификаторов для препятствий, возвращенных как вектор из положительных целых чисел.

Типы данных: double

Это свойство доступно только для чтения.

Количество препятствий в списке, возвращенном как целое число.

Типы данных: double

Это свойство доступно только для чтения.

Количество тел эго в списке, возвращенном как целое число.

Типы данных: double

Функции объекта

addEgoДобавьте тела эго в список капсул
addObstacleДобавьте препятствия 2D списку капсул
checkCollisionПроверяйте на столкновения между телами эго и препятствиями
egoGeometryГеометрические свойства тел эго
egoPoseПоложения тел эго
obstacleGeometryГеометрические свойства препятствий
obstaclePoseПоложения препятствий
removeEgoУдалите тела эго из списка капсул
removeObstacleУдалите препятствия из списка капсул
showОтобразите тела эго и препятствия в среде
updateEgoGeometryОбновите геометрические свойства тел эго
updateEgoPoseОбновите состояния тел эго
updateObstacleGeometryОбновите геометрические свойства препятствий
updateObstaclePoseОбновите состояния препятствий

Примеры

свернуть все

Создайте путь к телу эго и обеспечьте состояния препятствия с помощью dynamicCapsuleList объект. Визуализируйте состояния всех объектов в среде в различных метках времени. Подтвердите путь тела эго путем проверки на столкновения с препятствиями в среде.

Создайте dynamicCapsuleList объект. Извлеките максимальное количество шагов, чтобы использовать в качестве количества меток времени для ваших контуров объектов.

obsList = dynamicCapsuleList;
numSteps = obsList.MaxNumSteps;

Добавьте тело эго

Задайте тело эго путем определения ID, геометрии, и утвердите вместе в структуре. Краткая геометрия имеет длину 3 м и радиус 1 м. Задайте состояние как линейный контур от x = 0m к x = 100 м.

egoID1 = 1;
geom = struct("Length",3,"Radius",1,"FixedTransform",eye(3));
states = linspace(0,1,obsList.MaxNumSteps)'.*[100 0 0];

egoCapsule1 = struct('ID',egoID1,'States',states,'Geometry',geom);
addEgo(obsList,egoCapsule1);

show(obsList,"TimeStep",[1:numSteps]);
ylim([-20 20])

Figure contains an axes. The axes contains an object of type patch.

Добавьте препятствия

Задайте состояния для двух препятствий, которые разделяются от тела эго на 5 м в противоположных направлениях на оси Y.. Примите, что препятствия имеют ту же геометрию geom как тело эго.

obsState1 = states + [0 5 0];
obsState2 = states + [0 -5 0];

obsCapsule1 = struct('ID',1,'States',obsState1,'Geometry',geom);
obsCapsule2 = struct('ID',2,'States',obsState2,'Geometry',geom);

addObstacle(obsList,obsCapsule1);
addObstacle(obsList,obsCapsule2);

show(obsList,"TimeStep",[1:numSteps]);
ylim([-20 20])

Figure contains an axes. The axes contains 3 objects of type patch.

Обновите препятствия

Изменяйте свои местоположения препятствия и размерности геометрии в зависимости от времени. Используйте ранее сгенерированную структуру, измените поля и обновите препятствия с помощью updateObstacleGeometry и updateObstaclePose функции объекта. Уменьшает радиус первого препятствия 0,5 м, и измените путь, чтобы переместить его к телу эго.

obsCapsule1.Geometry.Radius = 0.5;

obsCapsule1.States = ...
    [linspace(0,100,numSteps)' ... % x
     linspace(5,-4,numSteps)' ... % y 
     zeros(numSteps,1)]; % theta

updateObstacleGeometry(obsList,1,obsCapsule1);
updateObstaclePose(obsList,1,obsCapsule1);

Проверяйте на столкновения

Визуализируйте новые пути. Покажите, где столкновения между телом эго и препятствием, которое отображение подсвечивает в красном. Заметьте, что столкновения между препятствиями не проверяются.

show(obsList,"TimeStep",[1:numSteps],"ShowCollisions",1);
ylim([-20 20])
xlabel("X (m)")
ylabel("Y (m)")

Figure contains an axes. The axes contains 3 objects of type patch.

Программно проверяйте на столкновения при помощи checkCollision объектная функция. Функция возвращает вектор из логических значений, который указывает на состояние каждого временного шага. Вектор транспонирован в целях отображения.

collisions = checkCollision(obsList)'
collisions = 1x31 logical array

   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   0   0   0   0   0   0   0   0   0

Чтобы подтвердить пути с большим количеством шагов, используйте any функция на векторе из значений столкновения.

if any(collisions)
    disp("Collision detected.")
end
Collision detected.

Обновите путь к эго

Задайте новый путь для тела эго. Визуализируйте пути снова, отображая столкновения.

egoCapsule1.States = ...
    [linspace(0,100,numSteps)' ... % x
    3*sin(linspace(0,2*pi,numSteps))' ... % y
    zeros(numSteps,1)]; % theta

updateEgoPose(obsList,1,egoCapsule1);

show(obsList,"TimeStep",[1:numSteps],"ShowCollisions",1);
ylim([-20 20])

Figure contains an axes. The axes contains 3 objects of type patch.

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