uavDubinsConnection

Dubins path connection for UAV

expand all in page

描述

TheuavDubinsConnectionobject holds information for computing auavDubinsPathSegment路径段连接无人机的开始和目标姿势。

UAV Dubins路径段将两个姿势连接为东北坐标系中的一系列运动。

The motion options are:

直的
Left turn (counterclockwise)
右转（顺时针）
Helix left turn (counterclockwise)
Helix right turn (clockwise)
No motion

The turn direction is defined as viewed from the top of the UAV. Helical motions are used to ascend or descend.

使用此连接对象为无人机运动模型定义参数，包括最小转弯半径和路径类型的选项。要使用此连接类型之间生成位置之间的路径段，请调用connectfunction.

Creation

Syntax

connectionObj = uavDubinsConnection

connection obj = uavdubinsConnection（Name,Value)

描述

example

connectionObj= uavDubinsConnection使用默认属性值创建对象。

example

connectionObj= uavDubinsConnection(Name,Value)specifies property values using name-value pairs. To set multiple properties, specify multiple name-value pairs.

Properties

expand all

`AirSpeed`—速度啊f UAV
`10`(default) |正数标量

速度啊f the UAV, specified as a positive numeric scalar in m/s.

Data Types:double

`MaxRollAngle`—最大滚动角
`0.5`(default) |正数标量

最大滚动角to make the UAV turn left or right, specified as a positive numeric scalar in radians.

Note

的最小值和最大值MaxRollAngleare greater than0and less thanpi/2, respectively.

Data Types:double

`飞行路线线`—最小和最大飞行路径角度
`[-0.5 0.5]`(default) |two-element numeric vector

Flight path angle limits, specified as a two-element numeric vector[min最大限度]in radians.

minis the minimum flight path angle the UAV takes to lose altitude, and最大限度is the maximum flight path angle to gain altitude.

Note

的最小值和最大值飞行路线线are greater than-pi/2and less thanpi/2, respectively.

Data Types:double

`DisabledPathTypes`—禁用路径类型
`{}`(default) |四元素字符矢量的细胞阵列|四元素字符串标量的向量

无人机Dubins路径类型禁用，指定为四元素字符向量或字符串标量向量的单元格数组。细胞阵列定义了四个禁止的运动序列。

Motion Type	描述
`“ S”`	直的
`"L"`	Left turn (counterclockwise)
`“ R”`	右转（顺时针）
`"Hl"`	Helix left turn (counterclockwise)
`"Hr"`	Helix right turn (clockwise)
`"N"`	No motion

Note

The no motion segment"N"is used as a filler at the end when only three path segments are needed.

To see all available path types, see theAllPathTypesproperty.

例子：{'rlrn'}

Data Types:string|细胞

`MinTurningRadius`—Minimum turning radius
正数标量

此属性仅阅读。

Minimum turning radius of the UAV, specified as a positive numeric scalar in meters. This value corresponds to the radius of the circle at the maximum roll angle and a constant airspeed of the UAV.

Data Types:double

`AllPathTypes`—所有可能的路径类型
细胞array of character vectors

此属性仅阅读。

所有可能的路径类型, returned as a cell array of character vectors. This property lists all types. To disable certain types, specify types from this list in theDisabledPathTypesproperty.

对于无人机Dubins连接，可用的路径类型为：{'LSLN'} {'LSRN'} {'RSLN'} {'RSRN'} {'RLRN'} {'LRLN'} {'HlLSL'} {'HlLSR'} {'HrRSL'} {'HrRSR'} {'HrRLR'} {'HlLRL'} {'LSLHl'} {'LSRHr'} {'RSLHl'} {'RSRHr'} {'RLRHr'} {'LRLHl'} {'LRSL'} {'LRSR'} {'LRLR'} {'RLSR'} {'RLRL'} {'RLSL'} {'LSRL'} {'RSRL'} {'LSLR'} {'RSLR'}.

Data Types:细胞

Object Functions

connect Connect poses with UAV Dubins connection path

例子

collapse all

使用无人机Dubins连接路径连接姿势

打开实时脚本

This example shows how to calculate a UAV Dubins path segment and connect poses using theuavDubinsConnection目的。

创建一个uavDubinsConnection目的。

connectionObj = uavDubinsConnection;

将开始和目标构成[x,y,z,朝向] vectors.

startPose = [0 0 0 0];％[米，仪表，仪表，弧度]goalPose = [0 0 20 pi];

计算有效的路径段并连接姿势。返回最低路径成本的路径段对象。

[pathSegObj,pathCosts] = connect(connectionObj,startPose,goalPose);

显示生成的路径。

show（pathsegobj {1}）

图包含一个轴。轴包含24个类型补丁的对象。这些对象代表路径，过渡位置，开始位置，目标位置。

Display the motion type and the path cost of the generated path.

fprintf('运动类型：％s \ n Path成本：％f \ n',strjoin(pathSegObj{1}.MotionTypes),pathCosts);

运动类型：R L R N路径成本：138.373157

Modify Connection Types for UAV Dubins Connection Path

打开实时脚本

此示例显示了如何修改现有的uavDubinsPathSegment目的。

使用无人机Dubins连接路径连接姿势

创建一个uavDubinsConnection目的。

connectionObj = uavDubinsConnection;

将开始和目标构成[x,y,z,朝向] vectors.

startPose = [0 0 0 0];％[米，仪表，仪表，弧度]goalPose = [0 0 20 pi];

计算有效的路径段并连接姿势。返回最低路径成本的路径段对象。

[pathSegObj,pathCosts] = connect(connectionObj,startPose,goalPose);

显示生成的路径。

show（pathsegobj {1}）

图包含一个轴。轴包含24个类型补丁的对象。这些对象代表路径，过渡位置，开始位置，目标位置。

Verify the motion type and the path cost of the returned path segment.

fprintf('运动类型：％s \ n Path成本：％f \ n',strjoin(pathSegObj{1}.MotionTypes),pathCosts);

运动类型：R L R N路径成本：138.373157

修改连接类型和属性

Disable this specific motion sequence in a new connection object. Specify theAirSpeed,MaxRollAngle，和飞行路线线连接对象的属性。

connection obj = uavdubinsConnection（'DisabledPathTypes'，{'RLRN'}); connectionObj.AirSpeed = 15; connectionObj.MaxRollAngle = 0.8; connectionObj.FlightPathAngleLimit = [-1.47 1.47];

再次连接姿势以获取不同的路径。返回一个最低路径成本的路径段对象。

[pathSegObj,pathCosts] = connect(connectionObj,startPose,goalPose);

Show the modified path.

show（pathsegobj {1}）

图包含一个轴。轴包含24个类型补丁的对象。这些对象代表路径，过渡位置，开始位置，目标位置。

验证运动类型和修改后路径段的路径成本。

fprintf('运动类型：％s \ n Path成本：％f \ n',strjoin(pathSegObj{1}.MotionTypes),pathCosts);

Motion Type: L R L N Path Cost: 164.674067

参考

[1] Owen, Mark, Randal W. Beard, and Timothy W. McLain. "Implementing Dubins Airplane Paths on Fixed-Wing UAVs."Handbook of Unmanned Aerial Vehicles，2015年，第1677–1701页。