Загрузка карты и модели Simulink

Загрузите карту заполнения, которая определяет пределы карты и препятствия в карте. exampleMaps.mat содержат несколько карт, включая simpleMap, который использует этот пример.

load exampleMaps.mat

Задайте начальный и конечный локализатор в карте.

startLoc = [5 5];
goalLoc = [12 3];

Обзор модели

Откройте модель Simulink

open_system('pathPlanningUnicycleSimulinkModel.slx')

Модель состоит из трех основных частей:

Планирование

Функциональный блок Planner MATLAB ® использует mobileRobotPRM планировщик пути и принимает начальное местоположение, местоположение цели и карту как входы. Блоки выводят массив путевых точек, которые следует робот. Запланированные путевые точки используются в нисходящем направлении блоком контроллера Pure Pursuit.

Контроль

Чистое преследование

Блок контроллера Pure Pursuit генерирует команды линейной скорости и скорости вращения на основе точек пути и текущего положения робота.

Проверьте, достигнута ли цель

Подсистема «Проверить расстояние до цели» вычисляет текущее расстояние до цели, и если оно находится в пределах порога, симуляция останавливается.

Модель объекта управления

Блок Unicycle Kinematic Model создает модель транспортного средства, чтобы симулировать упрощенную кинематику транспортного средства. Блок принимает линейные и угловые скорости как командные входы от блока контроллера Чистого Преследования и выводит текущие положения и состояния скорости.

Запуск модели

Чтобы симулировать модель

simulation = sim('pathPlanningUnicycleSimulinkModel.slx');

Визуализация движения робота

После симуляции модели визуализируйте робота, ведущего путь без препятствий на карте.

map = binaryOccupancyMap(simpleMap)

map = 
  binaryOccupancyMap with properties:

   mapLayer Properties
              LayerName: 'binaryLayer'
               DataType: 'logical'
           DefaultValue: 0
    GridLocationInWorld: [0 0]
      GridOriginInLocal: [0 0]
     LocalOriginInWorld: [0 0]
             Resolution: 1
               GridSize: [26 27]
           XLocalLimits: [0 27]
           YLocalLimits: [0 26]
           XWorldLimits: [0 27]
           YWorldLimits: [0 26]

robotPose = simulation.UnicyclePose

robotPose = 428×3

    5.0000    5.0000         0
    5.0000    5.0000   -0.0002
    5.0001    5.0000   -0.0012
    5.0006    5.0000   -0.0062
    5.0031    5.0000   -0.0313
    5.0156    4.9988   -0.1569
    5.0707    4.9707   -0.7849
    5.0945    4.9354   -1.1140
    5.1075    4.9059   -1.1828
    5.1193    4.8759   -1.2030
      ⋮

numRobots = size(robotPose, 2) / 3;
thetaIdx = 3;

% Translation
xyz = robotPose;
xyz(:, thetaIdx) = 0;

% Rotation in XYZ euler angles
theta = robotPose(:,thetaIdx);
thetaEuler = zeros(size(robotPose, 1), 3 * size(theta, 2));
thetaEuler(:, end) = theta;

for k = 1:size(xyz, 1)
    show(map)
    hold on;
    
    % Plot Start Location
    plotTransforms([startLoc, 0], eul2quat([0, 0, 0]))
    text(startLoc(1), startLoc(2), 2, 'Start');
    
    % Plot Goal Location
    plotTransforms([goalLoc, 0], eul2quat([0, 0, 0]))
    text(goalLoc(1), goalLoc(2), 2, 'Goal');
    
    % Plot Robot's XY locations
    plot(robotPose(:, 1), robotPose(:, 2), '-b')
    
    % Plot Robot's pose as it traverses the path
    quat = eul2quat(thetaEuler(k, :), 'xyz');
    plotTransforms(xyz(k,:), quat, 'MeshFilePath',...
        'groundvehicle.stl');
    
    pause(0.01)
    hold off;
end

© Copyright 2019 The MathWorks, Inc.