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binaryOccupancyMap

Crear cuadrícula de ocupación con valores binarios

Descripción

El binaryOccupancyMap crea un objeto de mapa de ocupación 2-D, que puede utilizar para representar y visualizar el espacio de trabajo de un robot, incluidos los obstáculos. La integración de datos de sensores y estimaciones de posición crea una representación espacial de las ubicaciones aproximadas de los obstáculos.

Las cuadrículas de ocupación se utilizan en algoritmos robóticos como la planificación de rutas. También se utilizan en aplicaciones de mapeo, como para encontrar rutas libres de colisiones, evitar colisiones y calcular la localización. Puede modificar su cuadrícula de ocupación para adaptarla a su aplicación específica.

Cada celda en la cuadrícula de ocupación tiene un valor que representa el estado de ocupación de esa celda. Una ubicación ocupada se representa como true (1) y una ubicación libre se representa como false (0).

El objeto realiza un seguimiento de tres marcos de referencia: mundial, local y cuadrícula. El origen del marco mundial está definido por GridLocationInWorld, que define la esquina inferior izquierda del mapa en relación con el marco mundial. La propiedad LocalOriginInWorld especifica la ubicación del origen del marco local en relación con el marco mundial. La primera ubicación de la cuadrícula con índice (1,1) comienza en la esquina superior izquierda de la cuadrícula.

Nota

Este objeto se denominaba anteriormente robotics.BinaryOccupancyGrid.

Creación

Sintaxis

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)

Descripción

map = binaryOccupancyMap crea una cuadrícula de ocupación binaria 2-D con un ancho y alto de 10 m. La resolución de cuadrícula predeterminada es una celda por metro.

map = binaryOccupancyMap(width,height) crea una cuadrícula de ocupación binaria 2-D que representa un espacio de trabajo de width y height en metros. La resolución de cuadrícula predeterminada es una celda por metro.

map = binaryOccupancyMap(width,height,resolution) crea una cuadrícula con la propiedad Resolution especificada en celdas por metro. El mapa está en coordenadas mundiales de forma predeterminada.

map = binaryOccupancyMap(rows,cols,resolution,"grid") crea una cuadrícula de tamaño de ocupación binaria 2-D (rows, cols).

map = binaryOccupancyMap(p) crea una cuadrícula a partir de los valores de la matriz p. El tamaño de la cuadrícula coincide con el tamaño de la matriz, y cada valor de celda se interpreta desde su ubicación en la matriz. p contiene cualquier tipo numérico o lógico con ceros (0) y unos (1).

map = binaryOccupancyMap(p,resolution) crea un mapa a partir de una matriz con la propiedad Resolution especificada en celdas por metro.

map = binaryOccupancyMap(sourcemap) crea un objeto usando valores de otro objeto binaryOccupancyMap .

map = binaryOccupancyMap(sourcemap,resolution) crea un objeto usando valores de otro objeto binaryOccupancyMap , pero vuelve a muestrear la matriz para tener la resolución especificada.

Argumentos de entrada

width — Ancho del mapa

escalar positivo

Ancho del mapa, especificado como un escalar positivo en metros.

height — Altura del mapa

escalar positivo

Altura del mapa, especificada como un escalar positivo en metros.

p — Valores de la cuadrícula del mapa

matriz

Valores de cuadrícula del mapa, especificados como una matriz.

sourcemap — Objeto de mapa de ocupación

binaryOccupancyMap objeto

Objeto de mapa de ocupación, especificado como un objeto binaryOccupancyMap .

Propiedades

GridSize — Número de filas y columnas en la cuadrícula

vector de dos elementos de la forma [rows cols]

Esta propiedad o parámetro es de solo lectura.

Número de filas y columnas de la cuadrícula, almacenadas como un vector de dos elementos con el formato [rows cols].

Resolution — Resolución de cuadrícula

1 (predeterminado) | escalar

Esta propiedad o parámetro es de solo lectura.

Resolución de la cuadrícula, almacenada como escalar en celdas por metro.

XLocalLimits — Valores mínimos y máximos de x-coordenadas en marco local

vector de dos elementos de la forma [min max]

Esta propiedad o parámetro es de solo lectura.

Valores mínimos y máximos de x-coordenadas en el marco local, almacenados como un vector de dos elementos de la forma [min max]. El marco local está definido por la propiedad LocalOriginInWorld .

YLocalLimits — Valores mínimos y máximos de y-coordenadas en marco local

vector de dos elementos de la forma [min max]

Esta propiedad o parámetro es de solo lectura.

Valores mínimos y máximos de y-coordenadas en el marco local, almacenados como un vector de dos elementos de la forma [min max]. El marco local está definido por la propiedad LocalOriginInWorld .

XWorldLimits — Valores mínimos y máximos de x-coordenadas en el marco mundial

vector de dos elementos de la forma [min max]

Esta propiedad o parámetro es de solo lectura.

Valores mínimos y máximos de x-coordenadas en el marco mundial, almacenados como un vector de dos elementos de la forma [min max]. Estos valores indican el rango mundial de las coordenadas x en la cuadrícula.

YWorldLimits — Valores mínimos y máximos de y-coordenadas

vector de dos elementos de la forma [min max]

Esta propiedad o parámetro es de solo lectura.

Valores mínimos y máximos de y-coordenadas, almacenados como un vector de dos elementos de la forma [min max]. Estos valores indican el rango mundial de las coordenadas y en la cuadrícula.

GridLocationInWorld — Ubicación de la cuadrícula en coordenadas mundiales.

[0 0] (predeterminado) | vector de dos elementos | [xGrid yGrid]

Ubicación de la esquina inferior izquierda de la cuadrícula en coordenadas mundiales, especificada como un vector de dos elementos, [xGrid yGrid].

LocalOriginInWorld — Ubicación del marco local en coordenadas mundiales.

[0 0] (predeterminado) | vector de dos elementos | [xWorld yWorld]

Ubicación del origen del marco local en coordenadas mundiales, especificada como un vector de dos elementos, [xLocal yLocal]. Utilice la función move para cambiar el marco local a medida que se mueve su vehículo.

GridOriginInLocal — Ubicación de la grilla en coordenadas locales.

[0 0] (predeterminado) | vector de dos elementos | [xLocal yLocal]

Ubicación de la esquina inferior izquierda de la cuadrícula en coordenadas locales, especificada como un vector de dos elementos, [xLocal yLocal].

DefaultValue — Valor predeterminado para ubicaciones de mapas no especificadas

0 (predeterminado) | 1

Valor predeterminado para ubicaciones de mapa no especificadas, incluidas áreas fuera del mapa, especificadas como 0 o 1.

Funciones del objeto

copy	Crear copia del mapa de ocupación binario
checkOccupancy	Consultar si las localidades están libres u ocupadas
getOccupancy	Obtener valor de ocupación de ubicaciones
grid2local	Convertir los índices de la cuadrícula en coordenadas locales
grid2world	Convertir los índices de la cuadrícula en coordenadas del mundo real
inflate	Agrandar cada ubicación ocupada
insertRay	Insertar rayo de observación con escaneo láser.
local2grid	Convertir coordenadas locales a índices de cuadrícula
local2world	Convertir coordenadas locales a coordenadas mundiales
move	Mover mapa en el marco mundial
occupancyMatrix	Convierta una cuadrícula de ocupación en una matriz
raycast	Calcular índices de celdas a lo largo de un rayo.
rayIntersection	Encuentra puntos de intersección de rayos y celdas de mapa ocupadas.
setOccupancy	Establecer el valor de ocupación de las ubicaciones
show	Mostrar mapa de ocupación binario
syncWith	Sincronizar mapa con mapa superpuesto
world2grid	Convertir coordenadas mundiales a índices de cuadrícula
world2local	Convertir coordenadas mundiales a coordenadas locales

Ejemplos

Crear y modificar la cuadrícula de ocupación binaria

Cree un mapa vacío de 10 m x 10 m.

map = binaryOccupancyMap(10,10,10);

Establezca la ocupación de las ubicaciones del mundo real y muestre el mapa.

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)

Agrande las ubicaciones ocupadas con un radio determinado.

inflate(map, 0.5)
figure
show(map)

Obtenga las ubicaciones de la cuadrícula a partir de las ubicaciones del mundo real.

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

Establezca las ubicaciones de la cuadrícula como ubicaciones libres.

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

Ejemplo de cuadrícula de ocupación de imagen a binaria

Este ejemplo muestra cómo convertir una imagen en una cuadrícula de ocupación binaria para usarla en mapeo y planificación de rutas.

Importar imagen.

image = imread('imageMap.png');

Convierta a escala de grises y luego a imagen en blanco y negro según el valor de umbral dado.

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

Utilice una imagen en blanco y negro como entrada de matriz para la cuadrícula de ocupación binaria.

grid = binaryOccupancyMap(bwimage);

show(grid)

Convertir imagen PGM en mapa

Este ejemplo muestra cómo convertir un archivo .pgm en un objeto binaryOccupancyMap para usar en MATLAB.

Importar imagen usando imread. La imagen es bastante grande y debe recortarse en el área correspondiente.

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

Las áreas desconocidas (grises) deben eliminarse y tratarse como espacio libre. Cree una matriz lógica basada en un umbral. Dependiendo de su imagen, este valor podría ser diferente. El espacio ocupado debe establecerse en 1 (blanco en la imagen).

imageBW = imageCropped < 100;
imshow(imageBW)

Cree el objeto binaryOccupancyMap usando la imagen del mapa ajustada.

map = binaryOccupancyMap(imageBW);
show(map)

Capacidades ampliadas

Generación de código C/C++

Genere código C y C++ mediante MATLAB® Coder™.

A partir de MATLAB^® R2022a, el comportamiento del mapa predeterminado durante la generación de código ha cambiado, lo que puede provocar problemas de compatibilidad con versiones anteriores. Mapas como binaryOccupancyMap ahora admiten la generación de código de tamaño fijo (DynamicMemoryAllocation="off").

1. Los mapas que se construyen de forma predeterminada o con información de tamaño constante en tiempo de compilación (o matrices que tienen un tamaño constante en tiempo de compilación) producen mapas de tamaño fijo.

2. Para restaurar el comportamiento anterior, utilice la función coder.ignoreConst (MATLAB Coder) al especificar entradas de tamaño, o el nombre de la variable de matriz coder.varsize (MATLAB Coder) especificado como una cadena escalar o un vector de caracteres, antes de construir el mapa. .

Historial de versiones

Introducido en R2015a

R2019b: binaryOccupancyMap fue renombrado

El objeto binaryOccupancyMap pasó a llamarse robotics.BinaryOccupancyGrid. Utilice binaryOccupancyMap para toda la creación de objetos.

Consulte también

controllerPurePursuit

Temas

• Cuadrículas de ocupación