Создание карты занятости с вероятностными значениями
occupancyMap создает 2-D объект карты сетки занятости. Каждая ячейка в сетке занятости имеет значение, представляющее вероятность занятости этой ячейки. Значения, близкие к 1, представляют высокую вероятность того, что ячейка содержит препятствие. Значения, близкие к 0, представляют высокую вероятность того, что ячейка не занята и не содержит препятствий.
Карты занятости используются в алгоритмах навигации, таких как планирование путей (см. plannerRRT). Они также используются в приложениях отображения для поиска путей без столкновений, выполнения предотвращения столкновений и вычисления локализации (см. monteCarloLocalization). Карту заполняемости можно изменить в соответствии с конкретным приложением.
occupancyMap объекты поддерживают локальные координаты, мировые координаты и индексы сетки. Первое расположение сетки с индексом (1,1) начинается в левом верхнем углу сетки.
Используйте occupancyMap класс для создания 2-D карт среды со значениями вероятности, представляющими различные препятствия в вашем мире. Можно указать точные значения вероятности ячеек или включить наблюдения с датчиков, таких как лазерные сканеры.
Значения вероятности сохраняются с использованием двоичного фильтра Байеса для оценки занятости каждой ячейки сетки. Используется представление логарифмических шансов со значениями, сохраненными как int16 для уменьшения размера памяти карты и обеспечения приложений реального времени.
map = occupancyMap(width,height,resolution)resolution задает свойство «Разрешение».
map = occupancyMap(rows,cols,resolution,'grid')rows и cols задает свойство GridSize.
map = occupancyMap(p)p. Размер сетки соответствует размеру матрицы, причем каждое значение вероятности ячейки интерпретируется из расположения матрицы.
map = occupancyMap(p,resolution)
map = occupancyMap( создает объект с использованием значений из другого sourcemap)occupancyMap объект.
map = occupancyMap( создает объект с использованием значений из другого sourcemap,resolution)occupancyMap объект, но выполняет повторную выборку матрицы с заданным разрешением.
checkOccupancy | Проверять местоположения на наличие свободных, занятых или неизвестных значений |
copy | Создание копии сетки занятости |
getOccupancy | Получение значения заполняемости местоположений |
grid2local | Преобразование индексов сетки в локальные координаты |
grid2world | Преобразование индексов сетки в мировые координаты |
inflate | Надувать каждое занятое расположение сетки |
insertRay | Вставить луч от наблюдения лазерного сканирования |
local2grid | Преобразование локальных координат в индексы сетки |
local2world | Преобразование локальных координат в мировые |
move | Переместить карту в мировой рамке |
occupancyMatrix | Преобразовать сетку занятости в двойную матрицу |
raycast | Вычисление индексов ячеек вдоль луча |
rayIntersection | Поиск точек пересечения лучей и занятых ячеек карты |
setOccupancy | Установка значения заполняемости местоположений |
show | Отображение значений сетки на рисунке |
syncWith | Синхронизировать карту с перекрывающейся картой |
updateOccupancy | Интеграция вероятностных наблюдений в местоположениях |
world2grid | Преобразование мировых координат в индексы сетки |
world2local | Преобразование мировых координат в локальные |
Создайте пустую сетку занятости.
map = occupancyMap(10,10,20);
Входная поза транспортного средства, диапазоны, углы и максимальный диапазон лазерного сканирования.
pose = [5,5,0]; ranges = 3*ones(100,1); angles = linspace(-pi/2,pi/2,100); maxrange = 20;
Создать lidarScan с указанными диапазонами и углами.
scan = lidarScan(ranges,angles);
Вставьте данные лазерного сканирования в карту занятости.
insertRay(map,pose,scan,maxrange);
Отображение карты для просмотра результатов вставки лазерного сканирования.
show(map)
Проверьте наличие места непосредственно перед транспортным средством.
getOccupancy(map,[8 5])
ans = 0.7000
Добавьте второе чтение и просмотрите обновление значений занятости. Дополнительное считывание повышает доверие к показаниям. Свободные и занятые ценности становятся более отчетливыми.
insertRay(map,pose,scan,maxrange); show(map)
getOccupancy(map,[8 5])
ans = 0.8448
Преобразование файла PGM, содержащего карту ROS, в occupancyMap для использования в MATLAB.
Импорт изображения с помощью imread. Обрезайте изображение в области воспроизведения.
image = imread('playpen_map.pgm');
imageCropped = image(750:1250,750:1250);
imshow(imageCropped)
Значения PGM выражаются от 0 до 255 как uint8. Нормализовать эти значения путем преобразования обрезанного изображения в double и деление каждой ячейки на 255. На этом рисунке препятствия показаны как значения, близкие к 0. Вычитание нормализованного изображения из 1 для получения значений заполняемости с 1, представляющим занятое пространство.
imageNorm = double(imageCropped)/255; imageOccupancy = 1 - imageNorm;
Создать occupancyMap с использованием скорректированного изображения карты. Разрешение импортированной карты составляет 20 ячеек на метр.
map = occupancyMap(imageOccupancy,20); show(map)
Значения заполняемости имеют ограниченное разрешение ± 0,001. Значения сохраняются какint16 с использованием представления логарифмов. Этот тип данных ограничивает разрешение, но экономит память при сохранении больших карт в MATLAB ®. При звонкеsetOccupancy а затем getOccupancy, возвращаемое значение может не совпадать с заданным. Дополнительные сведения см. в разделе Представления регистрационных шансов в Сетках занятости.
Если размер памяти является ограничением, рекомендуется использовать binaryOccupancyMap вместо этого. Двоичная карта занятости использует меньше памяти с двоичными значениями, но все еще работает с алгоритмами Navigation Toolbox™ и другими приложениями.
binaryOccupancyMap | readOccupancyGrid (панель инструментов ROS) | writeOccupancyGrid(Панель инструментов ROS) | controllerPurePursuit(Панель инструментов системы робототехники) | mobileRobotPRM(Панель инструментов системы робототехники)