Документация

pcmapsegmatch

Карта сегментов и функций для локализации и определения замыкания цикла

развернуть все на странице

Описание

The pcmapsegmatch объект создает карту сегментов и функций и использует алгоритм соответствия сегментов (SegMatch [1]) для распознавания мест. Этот подход соответствия сегментов является устойчивым к динамическим препятствиям и надежным на больших шкалах окружениями. Объект хранит функции и сегменты, а также соответствующие им идентификаторы представлений. Используйте идентификаторы представлений, чтобы связать функции с представлением в объекте набора представлений облака точек, pcviewset, для создания карты.

Создание

Синтаксис

sMap = pcmapsegmatch

sMap = pcmapsegmatch('CentroidDistance',dist)

Описание

sMap = pcmapsegmatch возвращает значение по умолчанию pcmapsegmatch объект. Используйте addView объект для добавления представлений и их соответствующих сегментов и функций к карте.

sMap = pcmapsegmatch('CentroidDistance',dist) дополнительно задает минимальное расстояние между центроидами сегментов при добавлении сегментов и соответствующих им функций к карте. Сегменты с центроидами ближе заданного расстояния dist, не добавляются к карте. dist задается как положительная скалярная величина со значением по умолчанию 0.1.

Свойства

расширить все

`ViewIds` - Просмотр идентификатора
M элемент

Это свойство доступно только для чтения.

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

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

Это свойство доступно только для чтения.

Вектор функции, заданный как N - вектор eigenFeature объекты, где N количество функций.

Используйте addView функция объекта для добавления функций для уникальных сегментов к карте. Когда вы обновляете карту используя updateMap object function, функции, которые соответствуют повторяющимся сегментам, удаляются из карты, если они находятся в CentroidDistance.

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

Это свойство доступно только для чтения.

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

segment является группой 3-D точек, которые близки друг к другу и представляют собой частичный или полный объект.

`SelectedSubmap` - В настоящее время выбранная подкарта
вся карта (по умолчанию) | вектор с 6 элементами

Это свойство доступно только для чтения.

В настоящее время отобранная подкарта, определенная как вектор с 6 элементами формы [xmin, <<reservedrangesplaceholder4> <reservedrangesplaceholder3> <reservedrangesplaceholder2> <reservedrangesplaceholder1> <reservedr angesplaceholder0> ], который описывает область значений подкарты вдоль каждой оси. Элементы вектора описывают необходимую область, представленную подкартой.

`XLimits` - Область значений карты по оси x
2-элементный вектор

Это свойство доступно только для чтения.

Область значений карты вдоль оси x, заданный как 2-элементный вектор вида [xmin xmax].

`YLimits` - Область значений карты вдоль оси Y
2-элементный вектор

Это свойство доступно только для чтения.

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

`ZLimits` - Область значений карты вдоль оси z
2-элементный вектор

Это свойство доступно только для чтения.

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

`CentroidDistance` - Минимальное расстояние между центроидами сегментов
положительная скалярная величина

Это свойство доступно только для чтения.

Минимальное расстояние между центроидами сегментов, заданное как положительная скалярная величина. Объект использует минимальное расстояние при добавлении сегментов и соответствующих функций к карте как уникальные сегменты и функции.

Функции объекта

`addView`	Добавить представление на карту
`deleteView`	Удалить представление с карты
`findView`	Извлечение индексов функций и сегментов, соответствующих представлению карты
`hasView`	Проверьте, находится ли представление на карте
`deleteSegments`	Удалите все сегменты на карте
`findPose`	Найдите абсолютное положение на карте, которая выравнивает соответствие сегмента
`updateMap`	Обновление местоположений сегментов центроида и облака точек на карте
`selectSubmap`	Выберите подкарту в пределах карты
`isInsideSubmap`	Проверьте, находится ли позиция запроса внутри выбранной подкарты
`show`	Визуализация сегментов облака точек на карте

Примеры

свернуть все

Локализация лидара с использованием согласования сегментов

Открыть Live Script

Загрузите карту сегментов и функций из файла MAT. Данные облака точек на карте были собраны с помощью блока Simulation 3D Lidar (UAV Toolbox).

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

Загрузите сканы облака точек из MAT файла.

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

Отображение карты сегментов.

ax = show(sMap);

Измените угол обзора на вид сверху.

view(2)
pause(0.2)

Установите радиус для выбора цилиндрической окрестности.

outerCylinderRadius = 20;
innerCylinderRadius = 3;

Установите пороговые параметры для сегментации.

distThreshold = 0.5;
angleThreshold = 180;

Установите размер и подкарту пороговых параметров для выбранной подкарты

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

Установите параметр радиуса для визуализации.

radius = 0.5;

Сегментируйте каждое облако точек и локализуйте путем нахождения сегментных совпадений.

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] Dube, Renaud, Daniel Dugas, Elena Stumm, Juan Nieto, Roland Siegwart, and Cesar Cadena. SegMatch: Segment Based Place Recognition in 3D Облаков точек (неопр.) (недоступная ссылка). В 2017 году IEEE International Conference on Robotics and Automation (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 использованием соответствия сегментов

Введенный в R2021a

Документация по Lidar Toolbox

Поддержка