Избегайте препятствий, используя гистограмму векторного поля
The controllerVFH Системный object™ позволяет вашему транспортному средству избегать препятствий на основе данных датчика области значений с помощью гистограмм векторного поля (VFH). Учитывая показания лазерного скана и целевое направление для движения к, объект вычисляет направление рулевого управления без препятствий.
controllerVFH в частности, использует алгоритм VFH +, чтобы вычислить свободное от препятствий направление. Во-первых, алгоритм берёт области значений и углы из данных лазерного скана и создает полярную гистограмму для местоположений препятствий. Затем входные пороги гистограммы используются для вычисления бинарной гистограммы, которая указывает на занятые и свободные направления. Наконец, алгоритм вычисляет маскированную гистограмму, которая вычисляется из бинарной гистограммы на основе минимального радиуса поворота транспортного средства.
Алгоритм выбирает несколько направлений рулевого управления на основе открытого пространства и возможных направлений движения. Функция затрат с весами, соответствующими предыдущим, текущим и целевым направлениям, вычисляет стоимость различных возможных направлений. Затем объект возвращает направление без препятствий с минимальными затратами. Используя направление без препятствий, можно ввести команды для перемещения транспортного средства в этом направлении.
Чтобы использовать этот объект для собственного приложения и окружения, необходимо настроить свойства алгоритма. Значения свойств зависят от типа транспортного средства, датчика области значений и используемого оборудования.
Чтобы найти свободное от препятствий направление рулевого управления:
Создайте controllerVFH Объекту и установите его свойства.
Вызывайте объект с аргументами, как будто это функция.
Дополнительные сведения о работе системных объектов см. в разделе «Что такое системные объекты?».
VFH = controllerVFHVFH+ алгоритм.
VFH = controllerVFH(Name,Value)Name,Value пар. Имя (Name) - это имя свойства, а значение (Value) - соответствующее значение. Имя должно находиться внутри одинарных кавычек (' '). Можно задать несколько аргументы пары "имя-значение" в любом порядке как Name1,Value1,...,NameN,ValueN. Не заданные свойства сохраняют значения по умолчанию.
steeringDir = vfh(scan,targetDir)lidarScan объект, scan. Целевое направление задается на основе целевого местоположения.
Чтобы включить этот синтаксис, вы должны задать UseLidarScan свойство к true. Для примера:
mcl = monteCarloLocalization('UseLidarScan',true); ... [isUpdated,pose,covariance] = mcl(odomPose,scan);
steeringDir = vfh(ranges,angles,targetDir)ranges и angles.
Чтобы использовать функцию объекта, задайте системный объект в качестве первого входного параметра. Например, чтобы освободить системные ресурсы системного объекта с именем obj, используйте следующий синтаксис:
release(obj)
Этот пример показывает, как вычислить направление рулевого управления на основе входных данных лазерного скана.
Создайте controllerVFH объект. Установите UseLidarScan свойство к true.
vfh = controllerVFH; vfh.UseLidarScan = true;
Входные данные лазерного скана и целевое направление.
ranges = 10*ones(1,500); ranges(1,225:275) = 1.0; angles = linspace(-pi,pi,500); targetDir = 0;
Создайте lidarScan объект путем определения областей значений и углов.
scan = lidarScan(ranges,angles);
Вычислите направление рулевого управления без препятствий.
steeringDir = vfh(scan,targetDir);
Визуализация VectorFieldHistogram расчет.
h = figure;
set(h,'Position',[50 50 800 400])
show(vfh)
[1] Borenstein, J., and Y. Koren. «Гистограмма векторного поля - быстрое предотвращение препятствий для мобильных роботов». IEEE Journal of Robotics and Automation. Том 7, № 3, 1991, pp.278-88.
[2] Ульрих, И., и Й. Боренштейн. VFH: Надежное предотвращение препятствий для быстрых мобильных роботов. Разбирательство. 1998 Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации. (1998): 1572–1577.