Документация

pcmapsegmatch

Карта сегментов и функций для локализации и обнаружения замыкания контура

развернуть все на странице

Описание

pcmapsegmatch объект создает карту сегментов и элементов и использует алгоритм сопоставления сегментов (SegMatch [1]) для распознавания места. Такой подход к сопоставлению сегментов обеспечивает устойчивость к динамическим препятствиям и надежность в крупномасштабных средах. Объект хранит элементы и сегменты и соответствующие им идентификаторы видов. Используйте идентификаторы видов, чтобы связать элементы с видом в объекте набора видов облака точек. pcviewset, для построения карты.

Создание

Синтаксис

sMap = pcmapsegmatch

sMap = pcmapsegmatch («CentroidDistance», dist)

Описание

sMap = pcmapsegmatch возвращает значение по умолчанию pcmapsegmatch объект. Используйте addView функция объекта для добавления видов и их соответствующих сегментов и элементов на карту.

sMap = pcmapsegmatch('CentroidDistance',dist) дополнительно указывает минимальное расстояние между центроидами сегментов при добавлении сегментов и их соответствующих элементов на карту. Сегменты с центроидами ближе указанного расстояния dist, не добавляются на карту. dist указан как положительный скаляр со значением по умолчанию 0.1.

Свойства

развернуть все

`ViewIds` - Идентификатор вида
Вектор M-элемента

Это свойство доступно только для чтения.

Идентификатор представления, заданный как вектор M-элементов целых чисел, где M - количество представлений, добавленных в pcmapsegmatch.

`Features` - Вектор признаков
N-элементный вектор `eigenFeature` объекты

Это свойство доступно только для чтения.

Вектор элемента, заданный как вектор N-элемента eigenFeature , где N - количество элементов.

Используйте addView функция объекта для добавления элементов для уникальных сегментов на карту. При обновлении карты с помощью updateMap функция объекта, элементы, соответствующие повторяющимся сегментам, удаляются из карты, если они находятся в пределах CentroidDistance.

`Segments` - Сегменты облака точек
N-элементный вектор `pointCloud` объекты

Это свойство доступно только для чтения.

Сегменты облака точек, заданные как N-элементный вектор pointCloud , где N - количество сегментов облака точек.

Сегмент - это группа 3-D точек, близких друг к другу и представляющих частичный или полный объект.

`SelectedSubmap` - Выбранная в настоящее время подкарта
вся карта (по умолчанию) | 6-элементный вектор

Это свойство доступно только для чтения.

Выбранная в настоящее время подкарта, заданная как 6-элементный вектор вида [xmin, xmax ymin ymax zmin zmax], который описывает диапазон подкарты вдоль каждой оси. Элементы вектора описывают интересующую область, представленную подкартой.

`XLimits` - Диапазон карты по оси X
2-элементный вектор

Это свойство доступно только для чтения.

Диапазон карты вдоль оси X, заданный как 2-элементный вектор вида [xmin xmax].

`YLimits` - Диапазон карты по оси Y
2-элементный вектор

Это свойство доступно только для чтения.

Диапазон карты вдоль оси Y, заданный как 2-элементный вектор вида [ymin ymax].

`ZLimits` - Диапазон карты по оси Z
2-элементный вектор

Это свойство доступно только для чтения.

Диапазон карты вдоль оси z, заданный как 2-элементный вектор вида [zmin zmax].

`CentroidDistance` - Минимальное расстояние между центроидами сегментов
положительный скаляр

Это свойство доступно только для чтения.

Минимальное расстояние между центроидами сегментов, заданное как положительный скаляр. Объект использует минимальное расстояние при добавлении сегментов и соответствующих элементов на карту в качестве уникальных сегментов и элементов.

Функции объекта

`addView`	Добавить представление на карту
`deleteView`	Удалить представление с карты
`findView`	Извлечение индексов элементов и сегментов, соответствующих представлению карты
`hasView`	Проверка наличия представления на карте
`deleteSegments`	Удалить все сегменты на карте
`findPose`	Найти абсолютную позу на карте, которая выравнивает совпадения сегментов
`updateMap`	Обновление местоположения центроида и сегмента облака точек на карте
`selectSubmap`	Выбор подкарты в карте
`isInsideSubmap`	Проверьте, находится ли позиция запроса внутри выбранной подкарты
`show`	Визуализация сегментов облака точек на карте

Примеры

свернуть все

Локализация Lidar с использованием сопоставления сегментов

Открыть сценарий в реальном времени

Загрузите карту сегментов и элементов из файла MAT. Данные облака точек на карте собраны с помощью блока Simulation 3D Lidar (Панель инструментов БПЛА).

data = load('segmatchMapFullParkingLot.mat');
sMap = data.segmatchMapFullParkingLot;

Загрузка сканирования облака точек из файла MAT.

data = load('fullParkingLotData.mat');
ptCloudScans = data.fullParkingLotData;

Отображение карты сегментов.

ax = show(sMap);

Измените угол обзора на вид сверху.

view(2)
pause(0.2)

Задайте радиус для выбора цилиндрической окрестности.

outerCylinderRadius = 20;
innerCylinderRadius = 3;

Задайте пороговые параметры сегментации.

distThreshold = 0.5;
angleThreshold = 180;

Установка пороговых параметров размера и подкарты для выбранной подкарты

sz = [65 30 20];
submapThreshold = 10;

Задайте параметр радиуса для визуализации.

radius = 0.5;

Сегментируйте каждое облако точек и локализуйте, найдя совпадения сегментов.

for n = 1:numel(ptCloudScans)
    ptCloud = ptCloudScans(n);

    % Segment and remove the ground plane.
    groundPtsIdx = segmentGroundFromLidarData(ptCloud,'ElevationAngleDelta',11);
    ptCloud = select(ptCloud,~groundPtsIdx,'OutputSize','full');

    % Select the cylindrical neighborhood.
    dists = sqrt(ptCloud.Location(:,:,1).^2 + ptCloud.Location(:,:,2).^2);
    cylinderIdx = dists <= outerCylinderRadius & dists > innerCylinderRadius;
    ptCloud = select(ptCloud,cylinderIdx,'OutputSize','full');

    % Segment the point cloud.
    labels = segmentLidarData(ptCloud,distThreshold,angleThreshold,'NumClusterPoints',[50 5000]);

    % Extract features from the point cloud.
    [features,segments] = extractEigenFeatures(ptCloud,labels);

    % Localize by finding the absolute pose in the map that aligns the segment matches.
    [absPoseMap,~,inlierFeatures,inlierSegments] = findPose(sMap,features,segments);
    
    if isempty(absPoseMap)
        continue;
    end
 
    % Display the position estimate in the map.
    poseTranslation = absPoseMap.Translation;
    pos = [poseTranslation(1:2) radius];
    showShape('circle',pos,'Color','r','Parent',ax);
    pause(0.2)

    % Determine if the selected submap needs to be updated.
    [isInside,distToEdge] = isInsideSubmap(sMap,poseTranslation);
    needSelectSubmap = ~isInside ...                  % Current pose is outside submap
        || any(distToEdge(1:2) < submapThreshold) ... % Current pose is close to submap edge
        || n == 1;                                    % 1st time localizing using whole map

    % Select a new submap.
    if needSelectSubmap
        sMap = selectSubmap(sMap,poseTranslation,sz);
    end
 end

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

% Visualize the last segment matches.
figure; 
pcshowMatchedFeatures(inlierSegments(:,1),inlierSegments(:,2),inlierFeatures(:,1),inlierFeatures(:,2))

Figure contains an axes. The axes contains 5 objects of type scatter, line.

Ссылки

[1] Дюбе, Рено, Даниэль Дугас, Елена Штумм, Хуан Ньето, Роланд Зигварт и Сесар Кадена. «SegMatch: распознавание места на основе сегментов в облаках точек 3D». В 2017 году IEEE Международная конференция по робототехнике и автоматизации (ICRA), 5266-72. Сингапур, Сингапур: IEEE, 2017. https://doi.org/10.1109/ICRA.2017.7989618.

См. также

Функции

extractEigenFeatures | pcsegdist | pcshowMatchedFeatures | segmentGroundFromLidarData | segmentLidarData

Объекты

pcmapndt | pcviewset

Темы

Построение карты и локализация с помощью сопоставления сегментов

Представлен в R2021a

Документация по панели инструментов Lidar

Поддержка