Импортируйте карты примера для планирования пути

load exampleMaps.mat

Импортированные карты: simpleMap, complexMap и ternaryMap.

whos *Map*

  Name              Size               Bytes  Class      Attributes

  complexMap       41x52                2132  logical              
  emptyMap         26x27                 702  logical              
  simpleMap        26x27                 702  logical              
  ternaryMap      501x501            2008008  double               

Используйте импортированную simpleMap Данные и конструкция представление сетки заполнения с помощью binaryOccupancyMap объект. Установите разрешение 2 камеры на метр для этой карты.

map = binaryOccupancyMap(simpleMap,2);

Отобразите карту с помощью show функция на binaryOccupancyMap объект

show(map)

Задайте размерности робота и раздьте карту

Чтобы убедиться, что робот не сталкивается с какими-либо препятствиями, необходимо надуть карту на размерность робота, прежде чем подавать ее в планировщик пути PRM.

Здесь размерностью робота может быть принята окружность радиусом 0,2 метра. Затем можно надуть карту по этой размерности, используя inflate функция.

robotRadius = 0.2;

Как упоминалось выше, PRM не учитывает размерность робота, и, следовательно, предоставление надувной карты в PRM учитывает размерность робота. Создайте копию карты перед использованием inflate функция для сохранения исходной карты.

mapInflated = copy(map);
inflate(mapInflated,robotRadius);

Отобразите надутую карту

show(mapInflated)

Создайте PRM и установите параметры

Теперь необходимо задать планировщик пути. Создайте mobileRobotPRM и задайте связанные атрибуты.

prm = mobileRobotPRM;

Присвойте завышенную карту объекту PRM

prm.Map = mapInflated;

Определите количество узлов PRM, которые будут использоваться во время конструкции PRM. PRM создает дорожную карту с использованием заданного числа узлов на данной карте. Основываясь на размерности и сложности карты входа, это один из основных атрибутов, который можно настроить, порядок получить решение между двумя точками на карте. Большое число узлов создаёт плотную дорожную карту и увеличивает вероятность нахождения пути. Однако наличие большего количества узлов увеличивает время расчета как для создания дорожной карты, так и для нахождения решения.

prm.NumNodes = 50;

Задайте максимально допустимое расстояние между двумя связанными узлами на карте. PRM соединяет все узлы, разделенные этим расстоянием (или менее) на карте. Это другой атрибут для настройки в случае больших и/или сложных входных карт. Большое расстояние соединения увеличивает связность между узлами, чтобы легче найти путь, но может увеличить время расчета создания дорожной карты.

prm.ConnectionDistance = 5;

Поиск допустимого пути на построенном PRM

Определите начало и конец местоположения на карте для использования планировщиком пути.

startLocation = [2 1];
endLocation = [12 10];

Поиск пути между начальным и конечным местоположениями с помощью findpath функция. Решение представляет собой набор путевых точек от начального местоположения до конечного местоположения. Обратите внимание, что path будет отличаться из-за вероятностного характера алгоритма PRM.

path = findpath(prm, startLocation, endLocation)

path = 7×2

    2.0000    1.0000
    1.9569    1.0546
    1.8369    2.3856
    3.2389    6.6106
    7.8260    8.1330
   11.4632   10.5857
   12.0000   10.0000

Отображение решения PRM.

show(prm)

Используйте PRM для большой и сложной карты

Используйте импортированную complexMap данные, который представляет собой большой и сложный план этажа и создает представление двухкомпонентной сетки заполнения с заданным разрешением (1 камера на метр)

map = binaryOccupancyMap(complexMap,1);

Отобразите карту.

show(map)

Надувайте карту на основе размерности робота

Скопируйте и надьте карту в коэффициент размера робота для предотвращения препятствий

mapInflated = copy(map);
inflate(mapInflated, robotRadius);

Отобразите надутую карту.

show(mapInflated)

Связать существующий объект PRM с новой картой и задать параметры

Обновите объект PRM с помощью только что завышенной карты и задайте другие атрибуты.

prm.Map = mapInflated;

Установите NumNodes и ConnectionDistance свойства.

prm.NumNodes = 20;
prm.ConnectionDistance = 15;

Отобразите график PRM.

show(prm)

Поиск допустимого пути на построенном PRM

Задайте начальное и конечное расположение на карте, чтобы найти путь без препятствий.

startLocation = [3 3];
endLocation = [45 35];

Поиск решения между начальным и конечным местоположением. Для сложных карт может не быть допустимого пути для данного числа узлов (возвращает пустой путь).

path = findpath(prm, startLocation, endLocation);

Поскольку вы планируете путь на большой и сложной карте, могут потребоваться большие числа узлов. Однако часто непонятно, сколько узлов будет достаточно. Настройте число узлов, чтобы убедиться, что между расположением начала и конца есть допустимый путь.

while isempty(path)
    % No feasible path found yet, increase the number of nodes
    prm.NumNodes = prm.NumNodes + 10;
    
    % Use the |update| function to re-create the PRM roadmap with the changed
    % attribute
    update(prm);
    
    % Search for a feasible path with the updated PRM
    path = findpath(prm, startLocation, endLocation);
end

Отобразите путь.

path

path = 12×2

    3.0000    3.0000
    4.2287    4.2628
    7.7686    5.6520
    6.8570    8.2389
   19.5613    8.4030
   33.1838    8.7614
   31.3248   16.3874
   41.3317   17.5090
   48.3017   25.8527
   49.4926   36.8804
      ⋮

Отобразите решение PRM.

show(prm)