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stateSpaceDubins

Freiraum für Dubins-Fahrzeuge

Beschreibung

Das stateSpaceDubins-Objekt speichert Parameter und Zustände im Dubins-Zustandsraum, der aus Zustandsvektoren besteht, die durch [x, y, θ] dargestellt werden. x und y sind kartesische Koordinaten und θ ist der Orientierungswinkel. Der Dubins-Zustandsraum hat eine Untergrenze für den Wenderadius (angegeben durch die Eigenschaft MinTurningRadius im Objekt) zum Navigieren zwischen Zuständen und verwendet die kürzeste mögliche Kurve zum Verbinden der Zustände.

Erstellung

Syntax

space = stateSpaceDubins

space = stateSpaceDubins(bounds)

Beschreibung

space = stateSpaceDubins erstellt ein Dubins-Zustandsraumobjekt mit Standardzustandsgrenzen für x, y und θ.

space = stateSpaceDubins(bounds) gibt bounds für x, y und θ an. Die Zustandswerte außerhalb der Grenzen werden auf die Grenzen gekürzt. Mit der Eingabe bounds können Sie den Wert der Eigenschaft StateBounds festlegen.

Eigenschaften

Name — Name des Zustandsraums

'SE2 Dubins' (Standardeinstellung) | Zeichenfolge

Name des Zustandsraums, angegeben als Zeichenfolge.

NumStateVariables — Dimension des Zustandsraums

Schreibgeschützt: 3 (Standardeinstellung) | positive Ganzzahl

Diese Eigenschaft ist schreibgeschützt.

Dimension des Zustandsraums, angegeben als positive Ganzzahl.

StateBounds — Grenzen der Zustandsvariablen

[-100 100; -100 100; -3.1416 3.1416] (Standardeinstellung) | 3x2 reellwertige Matrix

Grenzen von Zustandsvariablen, angegeben als 3x2-Matrix mit realen Werten.

• Die erste Zeile gibt die Unter- und Obergrenze für den Zustand x in Metern an.

• Die zweite Zeile gibt die Unter- und Obergrenze für den Zustand y in Metern an.

• Die dritte Zeile gibt die Unter- und Obergrenzen für den θ-Zustand im Bogenmaß an.

Datentypen: double

MinTurningRadius — Minimaler Wenderadius

1 (Standardeinstellung) | positiver Skalar

Minimaler Wenderadius in Metern, angegeben als positiver Skalar. Der minimale Wenderadius ist der kleinste Kreis, den das Fahrzeug mit maximaler Lenkung in eine Richtung fahren kann.

Objektfunktionen

copy	Create deep copy of state space object
distance	Distance between two states
enforceStateBounds	Reduce state to state bounds
interpolate	Interpolate between states
sampleGaussian	Sample state using Gaussian distribution
sampleUniform	Sample state using uniform distribution

Beispiele

Planen Sie den Pfad zwischen zwei Zuständen im Dubins-Zustandsraum

Erstellen Sie einen Dubins-Zustandsraum und legen Sie den minimalen Turing-Radius auf 0.2 fest.

ss = stateSpaceDubins;
ss.MinTurningRadius = 0.2;

Erstellen Sie einen occupancyMap-basierten Statusvalidator unter Verwendung des erstellten Statusraums.

sv = validatorOccupancyMap(ss);

Erstellen Sie eine Belegungskarte aus einer Beispielkarte und stellen Sie die Kartenauflösung auf 10 Zellen/Meter ein.

load exampleMaps
map = occupancyMap(simpleMap,10);
sv.Map = map;

Legen Sie die Validierungsdistanz für den Validierer fest.

sv.ValidationDistance = 0.01;

Aktualisieren Sie die Statusraumgrenzen, sodass sie mit den Kartengrenzen übereinstimmen.

ss.StateBounds = [map.XWorldLimits;map.YWorldLimits; [-pi pi]];

Erstellen Sie den Pfadplaner und erhöhen Sie die maximale Verbindungsdistanz.

planner = plannerRRT(ss,sv);
planner.MaxConnectionDistance = 0.3;

Legen Sie den Start- und Zielzustand fest.

start = [0.5,0.5,0];
goal = [2.5,0.2,0];

Planen Sie einen Pfad mit Standardeinstellungen.

rng(100,'twister'); % repeatable result
[pthObj,solnInfo] = planner.plan(start,goal);

Visualisieren Sie die Ergebnisse.

show(map);
hold on;
plot(solnInfo.TreeData(:,1),solnInfo.TreeData(:,2),'.-'); % tree expansion
plot(pthObj.States(:,1), pthObj.States(:,2),'r-','LineWidth',2) % draw path

Erweiterte Fähigkeiten

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

Versionsverlauf

Eingeführt in R2019b

Siehe auch

stateSpaceSE2 | stateSpaceReedsShepp | dubinsConnection