plannerBiRRT

Создайте двунаправленный планировщик RRT для геометрического планирования

развернуть все на странице

    Описание

    The plannerBiRRT объект является планировщиком с одним запросом, который использует двунаправленный быстро исследуемый алгоритм случайного дерева (RRT) с необязательной эвристикой соединения для увеличения скорости.

    Двунаправленный планировщик RRT создает одно дерево с корневым узлом в заданном начальном состоянии и другое дерево с корневым узлом в заданном целевом состоянии. Чтобы расширить каждое дерево, планировщик генерирует случайное состояние и, если он действителен, делает шаг от ближайшего узла на основе свойства MaxConnectionDistance. Начальное и целевое деревья чередуют этот процесс расширения до тех пор, пока оба дерева не будут соединены. Если включено свойство EnableConnectHeuristic, процесс расширения игнорирует свойство MaxConnectionDistance. Недопустимые состояния или соединения, которые конфликтуют со окружением, не добавляются в дерево.

    Создание

    Синтаксис

    planner = plannerBiRRT(stateSpace,stateVal)

    Описание

    пример

    planner = plannerBiRRT(stateSpace,stateVal) создает двунаправленный планировщик RRT из объекта пространства состояний, stateSpace, и объект валидатора состояний, stateVal. Пространство состояний stateVal должно быть то же, что и stateSpace. The stateSpace и stateVal аргументы также устанавливают StateSpace и StateValidator свойства, соответственно, планировщика.

    Свойства

    расширить все

    Пространство состояний планировщика, заданное как объект пространства состояний. Можно использовать такие объекты пространства состояний, как stateSpaceSE2, stateSpaceDubins, и stateSpaceReedsShepp. Можно также настроить объект пространства состояний с помощью nav.StateSpace класс.

    Валидатор состояния для планировщика, заданный как объект валидатора состояний. Можно использовать такие объекты валидатора состояний, как validatorOccupancyMap и validatorVehicleCostmap.

    Максимальная длина между запланированными строениями, заданная как положительная скалярная величина.

    Если для свойства EnableConnectHeuristic задано значение trueобъект игнорирует это расстояние при соединении двух деревьев во время этапа соединения.

    Типы данных: single | double

    Максимальное количество итераций, заданное как положительное целое число.

    Типы данных: single | double

    Максимальное число узлов в дереве поиска, заданное как положительное целое число.

    Типы данных: single | double

    Непосредственно соедините деревья во время фазы соединения планировщика, заданной как логическое 0 (false) или 1 (true).

    Установка значения свойства true заставляет объект игнорировать свойство MaxConnectionDistance при попытке соединения двух деревьев.

    Типы данных: logical

    Функции объекта

    planПланируйте путь между двумя состояниями
    copyСоздайте глубокую копию объекта планировщика

    Примеры

    свернуть все

    Открыть Live Script

    Используйте plannerBiRRT объект для планирования пути между двумя состояниями в окружении с препятствиями. Визуализируйте запланированный путь с интерполированными состояниями.

    Создайте пространство состояний. 

    ss = stateSpaceSE2;

    Создайте occupancyMap-датчик состояния на основе с использованием созданного пространства состояний.

    sv = validatorOccupancyMap(ss);

    Создайте карту заполнения из примера карты и установите разрешение карты 10 камер на метр.

    load exampleMaps
map = occupancyMap(ternaryMap,10);
sv.Map = map;

    Установите расстояние валидации для валидатора.

    sv.ValidationDistance = 0.01;

    Обновите границы пространства состояний так же, как и пределы карты.

    ss.StateBounds = [map.XWorldLimits; map.YWorldLimits; [-pi pi]];

    Создайте планировщик пути и увеличьте максимальное расстояние соединения.

    planner = plannerBiRRT(ss,sv);
planner.MaxConnectionDistance = 0.3;

    Задайте начальное и целевое состояния.

    start = [20 10 0];
goal = [40 40 0];

    Планируйте путь. Из-за случайности алгоритма RRT установите rng seed для повторяемости.

    rng(100,'twister')
[pthObj,solnInfo] = plan(planner,start,goal);

    Отобразите количество проделанных итераций для сходимости дерева.

    fprintf('Number of iterations: %d\n',solnInfo.NumIterations)
    Number of iterations: 346

    Визуализация результатов.

    show(map)
hold on
plot(solnInfo.StartTreeData(:,1),solnInfo.StartTreeData(:,2),'.-','color','b') % Start tree expansion
plot(solnInfo.GoalTreeData(:,1),solnInfo.GoalTreeData(:,2),'.-','color','g') % Goal tree expansion
plot(pthObj.States(:,1),pthObj.States(:,2),'r-','LineWidth',2) % draw path
hold off

    Перепрофилируйте путь с помощью EnableConnectHeuristic значение свойства установлено равным true.

    planner.EnableConnectHeuristic = true;
[pthObj,solnInfo] = plan(planner,start,goal);

    Отобразите количество проделанных итераций для сходимости дерева. Обратите внимание, что планировщик требует значительно меньше итераций по сравнению с тем, когда EnableConnectHeuristic для свойства задано значение false.

    fprintf('Number of iterations: %d\n',solnInfo.NumIterations)
    Number of iterations: 135

    Визуализация результатов.

    figure
show(map)
hold on
plot(solnInfo.StartTreeData(:,1),solnInfo.StartTreeData(:,2),'.-','color','b') % Start tree expansion
plot(solnInfo.GoalTreeData(:,1),solnInfo.GoalTreeData(:,2),'.-','color','g') % Goal tree expansion
plot(pthObj.States(:,1),pthObj.States(:,2),'r-','LineWidth',2) % draw path

    Ссылки

    [1] Kuffner, J. J., and S. M. LaValle. «RRT-Connect: эффективный подход к планированию пути с одним запросом». В Труде 2000 ICRA. Конференция тысячелетия. Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации. Материалы симпозиумов (кат. № 00CH37065), 2:995–1001. Сан-Франциско, Калифорния, США: IEEE, 2000. https://doi:10.1109/ROBOT.2000.844730.

    См. также

    Объекты

    Функции

    Введенный в R2021a

    Документация по Navigation Toolbox

    Поддержка

    Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте