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binaryOccupancyMap

Belegungsraster mit Binärwerten erstellen

Beschreibung

binaryOccupancyMap erstellt ein zweidimensionales Belegungskartenobjekt, mit dem Sie einen Roboterarbeitsbereich einschließlich Hindernissen darstellen und visualisieren können. Durch die Integration von Sensordaten und Positionsschätzungen entsteht eine räumliche Darstellung der ungefähren Standorte der Hindernisse.

Belegungsraster werden in Roboteralgorithmen wie beispielsweise der Pfadplanung verwendet. Sie werden außerdem in Kartierungsanwendungen verwendet, beispielsweise zum Suchen kollisionsfreier Pfade, zum Vermeiden von Kollisionen und zum Berechnen der Lokalisierung. Sie können Ihr Belegungsraster an Ihren spezifischen Anwendungszweck anpassen.

Jede Zelle im Belegungsraster hat einen Wert, der den Belegungsstatus dieser Zelle darstellt. Ein belegter Standort wird als true (1) und ein freier Standort als false (0) dargestellt.

Das Objekt verfolgt drei Referenzrahmen: Welt, Lokal und Raster. Der Ursprung des Weltrahmens wird durch GridLocationInWorld definiert, das die untere linke Ecke der Karte relativ zum Weltrahmen definiert. Die Eigenschaft LocalOriginInWorld gibt die Position des Ursprungs des lokalen Frames relativ zum Welt-Frame an. Die erste Rasterposition mit dem Index (1,1) beginnt in der oberen linken Ecke des Rasters.

Hinweis

Dieses Objekt hieß zuvor robotics.BinaryOccupancyGrid.

Erstellung

Syntax

map = binaryOccupancyMap

map = binaryOccupancyMap(width,height)

map = binaryOccupancyMap(width,height,resolution)

map = binaryOccupancyMap(rows,cols,resolution,"grid")

map = binaryOccupancyMap(p)

map = binaryOccupancyMap(p,resolution)

map = binaryOccupancyMap(sourcemap)

map = binaryOccupancyMap(sourcemap,resolution)

map = binaryOccupancyMap(___,Name=Value)

Beschreibung

map = binaryOccupancyMap erstellt ein zweidimensionales binäres Belegungsraster mit einer Breite und Höhe von 10m. Die Standardrasterauflösung beträgt eine Zelle pro Meter.

map = binaryOccupancyMap(width,height) erstellt ein zweidimensionales binäres Belegungsraster, das einen Arbeitsraum von width und height in Metern darstellt. Die Standardrasterauflösung beträgt eine Zelle pro Meter.

map = binaryOccupancyMap(width,height,resolution) erstellt ein Raster mit der Eigenschaft Resolution, angegeben in Zellen pro Meter. Die Karte ist standardmäßig in Weltkoordinaten angegeben.

map = binaryOccupancyMap(rows,cols,resolution,"grid") erstellt ein zweidimensionales binäres Belegungsraster der Größe (rows,cols).

map = binaryOccupancyMap(p) erstellt ein Raster aus den Werten in der Matrix p. Die Größe des Rasters entspricht der Größe der Matrix, wobei jeder Zellenwert anhand seiner Position in der Matrix interpretiert wird. p enthält jeden numerischen oder logischen Typ mit Nullen (0) und Einsen (1).

map = binaryOccupancyMap(p,resolution) erstellt eine Karte aus einer Matrix mit der Resolution-Eigenschaft, angegeben in Zellen pro Meter.

map = binaryOccupancyMap(sourcemap) erstellt ein Objekt unter Verwendung von Werten eines anderen binaryOccupancyMap-Objekts.

map = binaryOccupancyMap(sourcemap,resolution) erstellt ein Objekt unter Verwendung von Werten eines anderen binaryOccupancyMap-Objekts, reskaliert die Matrix jedoch neu, um die angegebene Auflösung zu erreichen.

map = binaryOccupancyMap(___,Name=Value) legt Eigenschaften mithilfe eines oder mehrerer Name-Wert-Argumente fest.

Eingabeargumente

width — Kartenbreite

positiver Skalar

Kartenbreite, angegeben als positiver Skalar in Metern.

height — Kartenhöhe

positiver Skalar

Kartenhöhe, angegeben als positiver Skalar in Metern.

p — Rasterwerte zuordnen

Matrix

Kartenrasterwerte, angegeben als Matrix.

sourcemap — Belegungsplanobjekt

binaryOccupancyMap-Objekt

Belegungsplanobjekt, angegeben als binaryOccupancyMap-Objekt.

Eigenschaften

GridSize — Anzahl der Zeilen und Spalten im Raster

Schreibgeschützt: Zweielementiger Vektor der Form [rows cols]

Diese Eigenschaft ist schreibgeschützt.

Anzahl der Zeilen und Spalten im Raster, gespeichert als Vektor mit zwei Elementen der Form [rows cols].

Resolution — Rasterauflösung

Schreibgeschützt: 1 (Standardeinstellung) | Skalar

Diese Eigenschaft ist schreibgeschützt.

Rasterauflösung, gespeichert als Skalar in Zellen pro Meter.

XLocalLimits — Minimale und maximale Werte der x-Koordinaten im lokalen Rahmen

Schreibgeschützt: Zweielementiger Vektor der Form [min max]

Diese Eigenschaft ist schreibgeschützt.

Minimale und maximale Werte der x-Koordinaten im lokalen Rahmen, gespeichert als Vektor mit zwei Elementen der Form [min max]. Der lokale Rahmen wird durch die Eigenschaft LocalOriginInWorld definiert.

YLocalLimits — Minimale und maximale Werte der y-Koordinaten im lokalen Rahmen

Schreibgeschützt: Zweielementiger Vektor der Form [min max]

Diese Eigenschaft ist schreibgeschützt.

Minimale und maximale Werte der y-Koordinaten im lokalen Rahmen, gespeichert als Vektor mit zwei Elementen der Form [min max]. Der lokale Rahmen wird durch die Eigenschaft LocalOriginInWorld definiert.

XWorldLimits — Minimale und maximale Werte der x-Koordinaten im Weltrahmen

Schreibgeschützt: Zweielementiger Vektor der Form [min max]

Diese Eigenschaft ist schreibgeschützt.

Minimale und maximale Werte der x-Koordinaten im Weltrahmen, gespeichert als zweielementiger Vektor der Form [min max]. Diese Werte geben den weltweiten Bereich der x-Koordinaten im Raster an.

YWorldLimits — Minimale und maximale Werte der y-Koordinaten

Schreibgeschützt: Zweielementiger Vektor der Form [min max]

Diese Eigenschaft ist schreibgeschützt.

Minimale und maximale Werte der y-Koordinaten, gespeichert als zweielementiger Vektor der Form [min max]. Diese Werte geben den weltweiten Bereich der y-Koordinaten im Raster an.

GridLocationInWorld — Lage des Rasters in Weltkoordinaten

[0 0] (Standardeinstellung) | Zweielementiger Vektor | [xGrid yGrid]

Position der unteren linken Ecke des Rasters in Weltkoordinaten, angegeben als Vektor mit zwei Elementen, [xGrid yGrid].

LocalOriginInWorld — Lage des lokalen Rahmens in Weltkoordinaten

[0 0] (Standardeinstellung) | Zweielementiger Vektor | [xWorld yWorld]

Position des Ursprungs des lokalen Rahmens in Weltkoordinaten, angegeben als Vektor mit zwei Elementen, [xLocal yLocal]. Verwenden Sie die Funktion move, um den lokalen Rahmen zu verschieben, während sich Ihr Fahrzeug bewegt.

GridOriginInLocal — Lage des Rasters in lokalen Koordinaten

[0 0] (Standardeinstellung) | Zweielementiger Vektor | [xLocal yLocal]

Position der unteren linken Ecke des Rasters in lokalen Koordinaten, angegeben als Vektor mit zwei Elementen, [xLocal yLocal].

DefaultValue — Standardwert für nicht angegebene Kartenstandorte

0 (Standardeinstellung) | 1

Standardwert für nicht angegebene Kartenstandorte, einschließlich Bereiche außerhalb der Karte, angegeben als 0 oder 1.

Objektfunktionen

copy	Create copy of binary occupancy map
checkOccupancy	Check if locations are free or occupied
getOccupancy	Get occupancy value of locations
grid2local	Convert grid indices to local coordinates
grid2world	Convert grid indices to world coordinates
inflate	Inflate each occupied location
insertRay	Insert ray from laser scan observation
local2grid	Convert local coordinates to grid indices
local2world	Convert local coordinates to world coordinates
move	Move map in world frame
occupancyMatrix	Convert occupancy grid to matrix
raycast	Compute cell indices along a ray
rayIntersection	Find intersection points of rays and occupied map cells
setOccupancy	Set occupancy value of locations
show	Display binary occupancy map
syncWith	Sync map with overlapping map
world2grid	Convert world coordinates to grid indices
world2local	Convert world coordinates to local coordinates

Beispiele

Erstellen und Ändern eines binären Belegungsrasters

Erstellen Sie eine leere Karte im Format 10 x 10m.

map = binaryOccupancyMap(10,10,10);

Belegung weltweiter Standorte festlegen und Karte anzeigen.

x = [1.2; 2.3; 3.4; 4.5; 5.6];
y = [5.0; 4.0; 3.0; 2.0; 1.0];

setOccupancy(map, [x y], ones(5,1))
figure
show(map)

Erhöhen Sie die Anzahl besetzter Standorte um einen bestimmten Radius.

inflate(map, 0.5)
figure
show(map)

Erhalten Sie Rasterstandorte von Standorten weltweit.

ij = world2grid(map, [x y]);

Legen Sie Rasterpositionen auf freie Positionen fest.

setOccupancy(map, ij, zeros(5,1), 'grid')
figure
show(map)

Beispiel für ein Bild in ein binäres Belegungsraster

Dieses Beispiel zeigt, wie ein Bild zur Verwendung bei der Kartenerstellung und Pfadplanung in ein binäres Belegungsraster konvertiert wird.

Bild importieren.

image = imread('imageMap.png');

Konvertieren Sie das Bild basierend auf dem angegebenen Schwellenwert in Graustufen und dann in Schwarzweiß.

grayimage = rgb2gray(image);
bwimage = grayimage < 0.5;

Verwenden Sie ein Schwarzweißbild als Matrixeingabe für das binäre Belegungsraster.

grid = binaryOccupancyMap(bwimage);

show(grid)

PGM-Bild in Karte konvertieren

Dieses Beispiel zeigt, wie eine .pgm-Datei in ein binaryOccupancyMap-Objekt zur Verwendung in MATLAB konvertiert wird.

Bild mit imread importieren. Das Bild ist recht groß und sollte auf den relevanten Bereich zugeschnitten werden.

image = imread('playpen_map.pgm');
imageCropped = image(750:1250,750:1250);
imshow(imageCropped)

Unbekannte Bereiche (grau) sollten entfernt und als freier Speicherplatz behandelt werden. Erstellen Sie eine logische Matrix basierend auf einem Schwellenwert. Dieser Wert kann je nach Bild unterschiedlich sein. Der belegte Speicherplatz sollte auf 1 (weiß im Bild) gesetzt werden.

imageBW = imageCropped < 100;
imshow(imageBW)

Erstellen Sie ein binaryOccupancyMap-Objekt mithilfe des angepassten Kartenbildes.

map = binaryOccupancyMap(imageBW);
show(map)

Erweiterte Fähigkeiten

C/C++ Codegenerierung

Generieren Sie C und C++ Code mit MATLAB® Coder™.

Ab MATLAB^® R2022a hat sich das Standard-Map-Verhalten während der Codegenerierung geändert, was zu Problemen mit der Abwärtskompatibilität führen kann. Karten wie binaryOccupancyMap unterstützen jetzt die Codegenerierung mit fester Größe (DynamicMemoryAllocation="off").

1. Maps, die entweder standardmäßig erstellt werden oder mit Informationen zur konstanten Größe zur Kompilierungszeit erstellt werden (oder Matrizen mit konstanter Größe zur Kompilierungszeit), erzeugen Maps mit fester Größe.

2. Um das vorherige Verhalten wiederherzustellen, verwenden Sie die Funktion coder.ignoreConst (MATLAB Coder), wenn Sie Größeneingaben angeben, oder den Namen der Matrixvariablen coder.varsize (MATLAB Coder), der als Zeichenfolgenskalar oder Zeichenvektor angegeben ist, bevor Sie die Karte erstellen.

Versionsverlauf

Eingeführt in R2015a

R2019b: binaryOccupancyMap wurde umbenannt

Das binaryOccupancyMap-Objekt wurde von robotics.BinaryOccupancyGrid umbenannt. Verwenden Sie binaryOccupancyMap für die gesamte Objekterstellung.

Siehe auch

controllerPurePursuit

Themen

• Occupancy Grids