trajectoryGeneratorFrenet
Нахождение оптимальной траектории вдоль опорного пути
Описание
The trajectoryGeneratorFrenet объект генерирует альтернативные траектории, используя полиномы четвертого или пятого порядка относительно заданного опорного пути. Каждая траектория определяет движение между состояниями Френе в течение заданного временного интервала.
Состояния Френе описывают их положение, скорость и ускорение относительно статического эталонного пути, заданные как referencePathFrenet объект.
Объект выражает состояния Френе как вектор формы [S dS ddS L dL ddL], где S - длина дуги и L - перпендикулярное отклонение от направления опорного пути. Производные S относятся ко времени. Производные L относятся к длине дуги, S.
Чтобы сгенерировать альтернативные траектории, задайте начальное и терминальное состояния Френе с заданным периодом времени connect функция объекта.
Создание
Синтаксис
Описание
connectorFrenet = trajectoryGeneratorFrenet( генерирует траектории между начальным и конечные состояния относительно пути ссылки refPath)refPath задается как referencePathFrenet объект. The refPath входной параметр устанавливает свойство ReferencePath.
connectorFrenet = trajectoryGeneratorFrenet( определяет временной интервал дискретизации. The refPath,'TimeResolution',timeValue)timeValue аргумент устанавливает свойство TimeResolution.
Свойства
Функции объекта
connect | Соедините начальное и терминальное состояния Frenet |
Примеры
Сгенерируйте альтернативные траектории для ссылочного пути
Сгенерируйте альтернативные траектории для пути ссылки с помощью координат Френе. Задайте различные начальное и конечные состояния для ваших траекторий. Настройте свои состояния на основе сгенерированных траекторий.
Сгенерируйте ссылку путь из набора путевых точек. Создайте trajectoryGeneratorFrenet объект из ссылочного пути.
waypoints = [0 0; ... 50 20; ... 100 0; ... 150 10]; refPath = referencePathFrenet(waypoints); connector = trajectoryGeneratorFrenet(refPath);
Сгенерируйте пятисекундную траекторию между источником пути и точкой на 30 м вниз по пути, как утверждает Френе.
initState = [0 0 0 0 0 0]; % [S ds ddS L dL ddL] termState = [30 0 0 0 0 0]; % [S ds ddS L dL ddL] [~,trajGlobal] = connect(connector,initState,termState,5);
Отображение траектории в глобальных координатах.
show(refPath); hold on axis equal plot(trajGlobal.Trajectory(:,1),trajGlobal.Trajectory(:,2),'b') legend(["Waypoints","Reference Path","Trajectory to 30m"])
Создайте матрицу конечных состояний с боковыми отклонениями между -3 м и 3 м. Сгенерируйте траектории, которые покрывают ту же длину дуги за 10 секунд, но отклоняются латерально от ссылки пути. Отображение новых альтернативных путей.
termStateDeviated = termState + ([-3:3]' * [0 0 0 1 0 0]); [~,trajGlobal] = connect(connector,initState,termStateDeviated,10); clf show(refPath); hold on axis equal for i = 1:length(trajGlobal) plot(trajGlobal(i).Trajectory(:,1),trajGlobal(i).Trajectory(:,2),'g') end legend(["Waypoints","Reference Path","Alternative Trajectories"]) hold off
Задайте новое конечное состояние, чтобы сгенерировать новую траекторию. Эта траектория нежелательна, потому что для достижения поперечной скорости 10 м/с требуется обратное движение.
newTermState = [5 10 0 5 0 0]; [~,newTrajGlobal] = connect(connector,initState,newTermState,3); clf show(refPath); hold on axis equal plot(newTrajGlobal.Trajectory(:,1),newTrajGlobal.Trajectory(:,2),'b'); legend(["Waypoint","Reference Path","New Trajectory"]) hold off
Ослабьте ограничение продольного состояния, задав длину дуги NaN. Сгенерируйте и отобразите траекторию еще раз. Новое положение показывает хорошую альтернативную траекторию, которая отклоняется от пути ссылки.
relaxedTermState = [NaN 10 0 5 0 0]; [~,trajGlobalRelaxed] = connect(connector,initState,relaxedTermState,3); clf show(refPath); hold on axis equal plot(trajGlobalRelaxed.Trajectory(:,1),trajGlobalRelaxed.Trajectory(:,2),'g'); hold off
