validatorOccupancyMap3D

Валидатор состояния на основе 3-D сетки

    Описание

    The validatorOccupancyMap3D объект проверяет состояния и дискретизированные движения на основе значений заполнения в карте заполнения 3-D. Объект интерпретирует расположения карты без препятствий как допустимые состояния. Объект интерпретирует занятые и неизвестные местоположения карты как недопустимые состояния.

    Создание

    Описание

    validator = validatorOccupancyMap3D создает 3-D валидатор карты заполнения, сопоставленный с пространством состояний SE (3) с настройками по умолчанию.

    пример

    validator = validatorOccupancyMap3D(stateSpace) создает средство проверки в указанном пространстве состояний. The stateSpace вход устанавливает значение свойства StateSpace.

    validator = validatorOccupancyMap3D(stateSpace,Name,Value) устанавливает свойства с помощью одной или нескольких пар "имя-значение". Неопределенные свойства имеют значения по умолчанию. Заключайте каждое имя свойства в кавычки.

    Для примера, validatorOccupancyMap3D('ValidationDistance',0.1) создает валидатор карты заполнения 3-D с интервалом дискретизации 0,1.

    Свойства

    расширить все

    Это свойство доступно только для чтения.

    Пространство состояний для проверки состояний, заданное как подкласс nav.StateSpace. Это предопределенные объекты пространства состояний:

    Пример: validatorOccupancyMap3D(stateSpaceSE3)

    Карта, используемая для проверки состояний, задается как occupancyMap3D объект.

    Пример: validator.Map = occupancyMap3D(10)

    Интервал для дискретизации между состояниями и проверки валидности состояния, заданный как положительный числовой скаляр.

    Пример: validator.ValidationDistance = 0.1

    Типы данных: double

    Отображение переменных состояний для xyz -cordinates в векторе состояний, заданное как трехэлементный вектор формы [xIdx yIdx zIdx].

    Типы данных: double

    Функции объекта

    copyСоздайте глубокую копию объекта валидатора состояний
    isMotionValidПроверьте, действителен ли путь между состояниями
    isStateValidПроверьте, является ли состояние допустимым

    Примеры

    свернуть все

    Создайте 3-D карту заполнения и связанный с ней валидатор состояния. Планируйте, проверяйте и визуализируйте путь через карту заполнения.

    Загрузка и присвоение карты для валидатора состояний

    Загрузите 3-D карту заполнения городского блока в рабочую область. Задайте порог, для которого камеры должны считаться свободными от препятствий.

    mapData = load('dMapCityBlock.mat');
    omap = mapData.omap;
    omap.FreeThreshold = 0.5;

    Надьте карту заполнения, чтобы добавить буферную зону для безопасной операции вокруг препятствий.

    inflate(omap,5)

    Создайте объект пространства состояний SE (3) с границами для переменных состояний.

    ss = stateSpaceSE3([-20 220;
        -20 220;
        -10 100;
        inf inf;
        inf inf;
        inf inf;
        inf inf]);

    Создайте 3-D средство проверки состояния карты заполнения с помощью созданного пространства состояний.

    sv = validatorOccupancyMap3D(ss);

    Присвойте карту заполнения объекту средства проверки состояния. Задайте интервал расстояния дискретизации.

    sv.Map = omap;
    sv.ValidationDistance = 0.1;

    Планирование и визуализация пути

    Создайте планировщик пути с увеличенным максимальным расстоянием соединения. Уменьшите максимальное количество итераций.

    planner = plannerRRT(ss,sv);
    planner.MaxConnectionDistance = 50;
    planner.MaxIterations = 1000;

    Создайте пользовательскую функцию оценки для определения, достигает ли путь цели. Задайте вероятность выбора состояния цели во время выборки.

    planner.GoalReachedFcn = @(~,x,y)(norm(x(1:3)-y(1:3))<5);
    planner.GoalBias = 0.1;

    Установите начальное и целевое состояния.

    start = [40 180 25 0.7 0.2 0 0.1];
    goal = [150 33 35 0.3 0 0.1 0.6];

    Планируйте путь с помощью указанного начала, цели и планировщика.

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

    Проверяйте, что точки пути являются допустимыми состояниями.

    isValid = isStateValid(sv,pthObj.States)
    isValid = 6x1 logical array
    
       1
       1
       1
       1
       1
       1
    
    

    Проверяйте, что движение между каждым последовательным состоянием пути является допустимым.

    isPathValid = zeros(size(pthObj.States,1)-1,1,'logical');
    for i = 1:size(pthObj.States,1)-1
        [isPathValid(i),~] = isMotionValid(sv,pthObj.States(i,:),...
            pthObj.States(i+1,:));
    end
    isPathValid
    isPathValid = 5x1 logical array
    
       1
       1
       1
       1
       1
    
    

    Визуализация результатов.

    show(omap)
    hold on
    scatter3(start(1,1),start(1,2),start(1,3),'g','filled') % draw start state
    scatter3(goal(1,1),goal(1,2),goal(1,3),'r','filled')    % draw goal state
    plot3(pthObj.States(:,1),pthObj.States(:,2),pthObj.States(:,3),...
        'r-','LineWidth',2) % draw path

    Figure contains an axes. The axes with title Occupancy Map contains 4 objects of type patch, scatter, line.

    Расширенные возможности

    Генерация кода C/C + +
    Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ MATLAB ®

    .
    Введенный в R2020b