vehicleCostmap

Costmap代表规划车辆周围的空间

描述

的vehicleCostmap对象创建一个costmap代表车辆周围的规划搜索空间。costmap持有关于环境的信息,如障碍或区域,车辆不能遍历。检查碰撞,costmap使用通货膨胀中指定半径膨胀的障碍CollisionChecker财产。使用costmap路径规划算法,如pathPlannerRRT,找到车辆跟随的无碰撞路径。

costmap存储为一个二维网格的细胞,通常被称为一个占用网格或入住率地图。costmap中的每个网格单元有一个值在[0,1]代表浏览,网格单元的成本。每个网格单元的状态免费的,被占领的,或未知的决定的FreeThreshold和OccupiedThreshold属性。

下图显示了一个costmap样品成本和网格单元的状态。

costmap示例。中间网格单元是深红色,0.9的成本。这个单元格代表一个障碍。周围的细胞障碍灯是红色,0.8的成本。这些细胞代表的区域。周围的细胞膨胀区域是灰色和成本为0.4。这些细胞有未知状态。细胞的角落costmap是白人,有一个0.2的成本。这些细胞有一个自由州。

创建

语法

costmap = vehicleCostmap (C)

costmap = vehicleCostmap (mapWidth mapLength)

costmap = vehicleCostmap (mapWidth mapLength costVal)

costmap = vehicleCostmap (occMap)

costmap = vehicleCostmap (___、“MapLocation”MapLocation)

costmap = vehicleCostmap (___、名称、值)

描述

costmap = vehicleCostmap (C)创建一个汽车使用成本值costmap矩阵C。

costmap = vehicleCostmap (mapWidth,mapLength)创建一个车辆costmap代表的宽度mapWidth和长度mapLength在国际单位。缺省情况下,每个网格单元处于未知状态。

例子

costmap = vehicleCostmap (mapWidth,mapLength,costVal)也分配一个默认的成本,costVal网格中的每个单元格。

costmap = vehicleCostmap (occMap)创建一个车辆costmap入住率的地图occMap。使用这种语法需要导航工具箱™。

costmap = vehicleCostmap (___“MapLocation”,mapLocation)指定在mapLocationcostmap角落左下角坐标。指定MapLocation, MapLocation后的任何前输入和以任何顺序名称,值对参数。

costmap = vehicleCostmap (___,名称,值)使用名称,值对指定的参数FreeThreshold,OccupiedThreshold,CollisionChecker,CellSize属性。例如,vehicleCostmap (C ' CollisionChecker ccConfig)使用一个inflationCollisionChecker对象,ccConfig,代表车辆形状和检查碰撞。创建对象后,您可以更新除了所有这些属性CellSize。

输入参数

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`C`- - - - - -成本值
矩阵的值在[0,1]

成本值,指定为一个矩阵的值在[0,1]。

当创建一个vehicleCostmap对象,如果不指定C或一个统一的成本价值,costVal每个网格单元,那么默认的成本价值(FreeThreshold+OccupiedThreshold)/ 2。

数据类型:单|双

`mapWidth`- - - - - -宽度costmap
积极的真正的标量

costmap宽度,在世界单位,指定为一个积极的真正的标量。

`mapLength`- - - - - -costmap长度
积极的真正的标量

costmap的长度,在世界单位,指定为一个积极的真正的标量。

`costVal`- - - - - -统一的成本价值
真正的标量范围[0,1]

统一的成本价值应用于所有细胞costmap,指定为一个真正的标量在区间[0,1]。

当创建一个vehicleCostmap对象,如果不指定costVal或成本价值矩阵,C每个网格单元,那么默认的成本价值(FreeThreshold+OccupiedThreshold)/ 2。

`occMap`- - - - - -入住率地图
`occupancyMap`对象|`binaryOccupancyMap`对象

入住率地图,作为一个指定occupancyMap(导航工具箱)或binaryOccupancyMap(导航工具箱)对象。使用这个参数需要导航的工具箱。

`mapLocation`- - - - - -Costmap位置
`[0 0]`(默认)|双元素的实值向量形式(mapXmapY]

Costmap位置,指定为一个双元素实值向量的形式mapXmapY]。这个向量指定的坐标位置costmap左下侧的角落。

例子:“MapLocation”, [8]

属性

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`FreeThreshold`- - - - - -阈值低于这个网格单元是免费的
`0.2`(默认)|真正的标量范围[0,1]

阈值低于一个网格单元是免费的,指定为一个真正的标量在区间[0,1]。

一个网格单元与成本c可以有一个这样的国家:

如果c<FreeThreshold网格单元的状态免费的。
如果c≥FreeThreshold和c≤OccupiedThreshold网格单元的状态未知的。
如果c>OccupiedThreshold网格单元的状态被占领的。

`OccupiedThreshold`- - - - - -阈值以上的网格单元是占领
`0.65`(默认)|真正的标量范围[0,1]

阈值以上的网格单元是占领,指定为一个真正的标量范围[0,1]。

一个网格单元与成本c可以有一个这样的国家:

如果c<FreeThreshold网格单元的状态免费的。
如果c≥FreeThreshold和c≤OccupiedThreshold网格单元的状态未知的。
如果c>OccupiedThreshold网格单元的状态被占领的。

`CollisionChecker`- - - - - -Collision-checking配置
`inflationCollisionChecker ()`(默认)|`InflationCollisionChecker`对象

Collision-checking配置,指定为一个InflationCollisionChecker对象。创建这个对象,使用inflationCollisionChecker函数。使用的属性InflationCollisionChecker对象,您可以配置:

通货膨胀半径costmap用于增加障碍
圈的数量用于将车辆在计算通货膨胀半径
每个圆的位置沿纵轴的车辆
汽车的尺寸

默认情况下,CollisionChecker使用默认的InflationCollisionChecker对象,该对象使用语法创建的inflationCollisionChecker ()。这个collision-checking配置包含车辆在一个循环。

`MapExtent`- - - - - -costmap程度
研制出,非负整数向量的形式(xminxmaxyminymax]

这个属性是只读的。

costmap程度在指定的车辆,研制出,非负整数向量的形式xminxmaxyminymax]。

xmin和xmax描述的长度在世界地图坐标。
ymin和ymax描述在世界地图坐标的宽度。

`CellSize`- - - - - -每个平方单元的边长
`1`(默认)|积极的真正的标量

边长的平方细胞,在世界单位,指定为一个积极的真正的标量。例如,一个边的长度1意味着一个网格,每个细胞都是一个平方的大小1×1米。搜索空间的较小值提高分辨率增加内存消耗的成本。

您可以指定CellSize当您创建的vehicleCostmap对象。然而,在您创建对象,CellSize成为只读的。

`MapSize`- - - - - -costmap网格的大小
双元素,正整数向量的形式(nrowsncols]

这个属性是只读的。

costmap网格大小,指定为一个双元素,正整数向量的形式nrowsncols]。

nrows是网格单元的数量在costmap行。
ncols是网格单元的数量在costmap列。

对象的功能

`checkFree`	检查车辆costmap无碰撞的姿势或点
`checkOccupied`	检查车辆costmap占领姿势或点
`getCosts`	细胞的车辆costmap获得成本的价值
`setcost`	细胞的车辆costmap设置成本值
`情节`	情节车辆costmap

例子

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创建并填充一个车辆Costmap

打开生活的脚本

创建一个10到20米costmap分为方形细胞大小0.5 - 0.5米。指定一个默认的成本价值0.5的所有细胞。

mapWidth = 10;mapLength = 20;costVal = 0.5;cellSize = 0.5;costmap = vehicleCostmap (mapWidth mapLength costVal,“CellSize”cellSize)

costmap = vehicleCostmap属性:FreeThreshold: 0.2000 OccupiedThreshold: 0.6500 CollisionChecker: [1 x1 driving.costmap。InflationCollisionChecker] CellSize: 0.5000 MapSize: 40 [20] MapExtent: [0 10 0 20]

马克costmap上的障碍。显示costmap。

occupiedVal = 0.9;xyPoint = (2、4);setcost (costmap xyPoint occupiedVal)情节(costmap)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含X, Y ylabel包含2对象类型的形象,补丁。该对象代表的地区。

标志着costmap无障碍区。再次显示costmap。

freeVal = 0.15;(X, Y) = meshgrid (0.5: 3.5: cellSize: 5日cellSize: 1.5);setcost (costmap [X (:), Y (:)), freeVal)情节(costmap)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含X, Y ylabel包含2对象类型的形象,补丁。该对象代表的地区。

计划路径使用a *路径规划

这个示例使用:

打开生活的脚本

计划路径最短的车辆停车位使用*网格算法。然后对车辆非完整约束,再计划使用混合A *算法的路径。

创建Occpancy映射

加载一个costmap停车场。创建一个occupancyMap(导航工具箱)使用costmap对象的属性对象。可视化入住率地图。

data =负载(“parkingLotCostmapReducedInflation.mat”);costmapObj = data.parkingLotCostmapReducedInflation;分辨率= 1 / costmapObj.CellSize;oMap = occupancyMap (costmapObj.Costmap,决议);的核心。FreeThreshold = costmapObj.FreeThreshold;的核心。OccupiedThreshold = costmapObj.OccupiedThreshold;显示(oMap)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题占用网格,包含X [m], ylabel Y(米)包含一个类型的对象的形象。

计划使用*电网规划路径

创建一个使用入住率地图plannerAStarGrid(导航工具箱)对象。

gridPlanner = plannerAStarGrid (oMap);

定义启动和在世界坐标系中目标位置。这个坐标系的原点是地图左下角的角落。

startPos = (11、10);goalPos = (31.5, 18);

计划一条从起始点到目标点在世界坐标系中。

路径=计划(gridPlanner startPos goalPos,“世界”);

可视化路径和探索节点使用显示对象的功能。

显示(gridPlanner)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象标题斯达,包含X [m], ylabel Y [m]包含8图像类型的对象,线。一个或多个行显示的值只使用这些对象标记代表路径,首先,目标,GridsExplored。

对非完整约束和使用混合*规划师再计划

为验证计划创建一个状态验证器对象路径使用碰撞检查。分配入住率validator对象映射到状态。

验证器= validatorOccupancyMap;验证器。地图= oMap;

初始化一个plannerHybridAStar(导航工具箱)对象的状态验证器对象。实施的非完整约束最小转弯半径和运动通过指定原始长度MinTurningRadius和MotionPrimitiveLength规划师的属性。

hybridPlanner = plannerHybridAStar(验证器,MinTurningRadius = 4, MotionPrimitiveLength = 6);

启动和目标提出了车辆定义为(x, y,θ)向量。x和y指定位置的米,θ指定的定向角弧度。

startPose =(4 4π/ 2);%(米,米,弧度)goalPose =(45 27 -π/ 2);

计划从一开始就对道路目标构成。

refpath =计划(hybridPlanner startPose goalPose);

可视化使用的路径显示对象的功能。

显示(hybridPlanner)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象标题混合*路径规划,包含X [m], ylabel Y [m]包含8图像类型的对象,线,散射。这些对象代表前进运动原语,反向运动原语,转发路径,路径点,定位,首先,目标。

算法

为了简化检查车辆是否构成碰撞,vehicleCostmap充气障碍的大小。collision-checking算法遵循这些步骤:

计算通货膨胀半径,在世界单位,从车辆尺寸。默认的通货膨胀半径等于最小的组重叠的圆圈的半径必须完全封闭。圆的中心点谎言沿着纵轴的车辆。增加圈的数量降低了通货膨胀半径,使更精确的碰撞检查。

通货膨胀半径,一个中心	通货膨胀半径,三个中心

通货膨胀半径转换为一个网格单元的数量,R。围捕noninteger值R下一个最大的整数。

充气障碍使用的大小R。标签中的所有细胞膨胀区域。

图显示了深红色的细胞。细胞膨胀区域根据红色标注。扎实的黑线表示原来的通货膨胀半径。在左边的图,R是3。在右边的图,R是2。

膨胀的网状细胞,一个中心	膨胀的网格单元,三个中心

检查车辆的中心点是否躺在充气网格细胞。
- 如果任何中心位于一个充气的网格单元,然后车辆构成被占领的。的checkOccupied函数返回真正的。一个被占领的姿势并不一定意味着一个碰撞。例如,车辆可能会躺在一个充气的网格单元而不是实际占领的网格单元。
- 如果没有中心点躺在充气网格细胞,和每个单元包含一个中心的成本价值小于FreeThreshold,那么车辆构成免费的。的checkFree函数返回真正的。
- 如果没有中心点躺在充气网格细胞,和成本的价值包含一个中心点大于任何细胞FreeThreshold,那么车辆构成未知的。这两个checkFree和checkOccupied返回假。

下面的姿势被认为是在碰撞,因为至少有一个中心点的膨胀区域。

造成碰撞,一个中心	在冲突中,三个中心

扩展功能

C / c++代码生成
生成C和c++代码使用MATLAB®编码器™。

使用笔记和限制:

occupancyMap和binaryOccupancyMap不支持输入。万博1manbetx
collision-checking配置存储在CollisionChecker属性必须是一个编译时常量。
的mapLocation输入参数必须是一个编译时常量。

版本历史

介绍了R2018a

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R2020b:`InflationRadius`和`VehicleDimensions`属性已被移除

的InflationRadius和VehicleDimensions的属性vehicleCostmap对象已被移除。遵循这个过程而不是:

使用inflationCollisionChecker函数来创建一个InflationCollisionChecker对象,该对象的InflationRadius和VehicleDimensions属性。
指定此对象的值CollisionChecker的属性vehicleCostmap。

如果你指定这些属性vehicleCostmap,对象返回一个错误。

当vehicleCostmap在R2018a介绍了对象,这个对象的障碍根据指定的通货膨胀半径和车辆尺寸。的InflationCollisionChecker对象,该对象中指定CollisionChecker的属性vehicleCostmap,为膨胀提供了额外的配置选项的障碍。例如,您可以指定使用的圆圈数量计算通货膨胀半径,使更精确的碰撞检查。

更新代码

表显示了一个典型的使用InflationRadius和VehicleDimensions的属性vehicleCostmap。它还展示了如何使用的对应属性更新你的代码InflationCollisionChecker对象。

无效的用法	建议更换
vehicleDims = vehicleDimensions (5,2);inflationRadius = 1.2;costmap = vehicleCostmap (C,…“VehicleDimensions”vehicleDims,…“InflationRadius”,inflationRadius);	vehicleDims = vehicleDimensions (5,2);inflationRadius = 1.2;ccConfig = inflationCollisionChecker (vehicleDims,…“InflationRadius”,inflationRadius);costmap = vehicleCostmap (C,…“CollisionChecker”,ccConfig);

无效的用法

建议更换

vehicleDims = vehicleDimensions (5,2);inflationRadius = 1.2;costmap = vehicleCostmap (C,…“VehicleDimensions”vehicleDims,…“InflationRadius”,inflationRadius);

vehicleDims = vehicleDimensions (5,2);inflationRadius = 1.2;ccConfig = inflationCollisionChecker (vehicleDims,…“InflationRadius”,inflationRadius);costmap = vehicleCostmap (C,…“CollisionChecker”,ccConfig);

另请参阅

pathPlannerRRT|inflationCollisionChecker

vehicleCostmap

描述

创建

语法

描述

输入参数

C- - - - - -成本值矩阵的值在[0,1]

mapWidth- - - - - -宽度costmap积极的真正的标量

mapLength- - - - - -costmap长度积极的真正的标量

costVal- - - - - -统一的成本价值真正的标量范围[0,1]

occMap- - - - - -入住率地图occupancyMap对象|binaryOccupancyMap对象

mapLocation- - - - - -Costmap位置[0 0](默认)|双元素的实值向量形式(mapXmapY]

属性

FreeThreshold- - - - - -阈值低于这个网格单元是免费的0.2(默认)|真正的标量范围[0,1]

OccupiedThreshold- - - - - -阈值以上的网格单元是占领0.65(默认)|真正的标量范围[0,1]

CollisionChecker- - - - - -Collision-checking配置inflationCollisionChecker ()(默认)|InflationCollisionChecker对象

MapExtent- - - - - -costmap程度研制出,非负整数向量的形式(xminxmaxyminymax]

CellSize- - - - - -每个平方单元的边长1(默认)|积极的真正的标量

MapSize- - - - - -costmap网格的大小双元素,正整数向量的形式(nrowsncols]

对象的功能

例子

创建并填充一个车辆Costmap

计划路径使用a *路径规划

算法

扩展功能

C / c++代码生成生成C和c++代码使用MATLAB®编码器™。

版本历史

R2020b:InflationRadius和VehicleDimensions属性已被移除

另请参阅

主题

`C`- - - - - -成本值
矩阵的值在[0,1]

`mapWidth`- - - - - -宽度costmap
积极的真正的标量

`mapLength`- - - - - -costmap长度
积极的真正的标量

`costVal`- - - - - -统一的成本价值
真正的标量范围[0,1]

`occMap`- - - - - -入住率地图
`occupancyMap`对象|`binaryOccupancyMap`对象

`mapLocation`- - - - - -Costmap位置
`[0 0]`(默认)|双元素的实值向量形式(mapXmapY]

`FreeThreshold`- - - - - -阈值低于这个网格单元是免费的
`0.2`(默认)|真正的标量范围[0,1]

`OccupiedThreshold`- - - - - -阈值以上的网格单元是占领
`0.65`(默认)|真正的标量范围[0,1]

`CollisionChecker`- - - - - -Collision-checking配置
`inflationCollisionChecker ()`(默认)|`InflationCollisionChecker`对象

`MapExtent`- - - - - -costmap程度
研制出,非负整数向量的形式(xminxmaxyminymax]

`CellSize`- - - - - -每个平方单元的边长
`1`(默认)|积极的真正的标量

`MapSize`- - - - - -costmap网格的大小
双元素,正整数向量的形式(nrowsncols]

C / c++代码生成
生成C和c++代码使用MATLAB®编码器™。

R2020b:`InflationRadius`和`VehicleDimensions`属性已被移除