optimizePathOptions
Descripción
Las opciones de optimización se agrupan en cuatro categorías:
Trajectory Parameters — Especifica el movimiento deseado del robot a lo largo de la trayectoria.
Obstacle Parameters — Especifica las distancias que determinan la influencia de los obstáculos en la ruta.
Solver Parameters — Especifica las opciones del solucionador utilizadas para optimizar la ruta.
Weights — Especifique los pesos de la función de costo.
Nota
En un nivel muy alto, dentro de la función optimizePath ocurren dos operaciones principales:
Path Adjustment — Aumenta (interpolar) o disminuye (desinterpolar) poses en la ruta.
Optimization — Minimiza el costo de la ruta invocando el solucionador (Levenberg–Marquardt).
La propiedad NumIteration determina cuántas veces se ejecutarán los pasos 1 y 2 en un bucle. La propiedad MaxSolverIteration determina las iteraciones máximas para Levenberg–Marquardt cada vez que se invoca en el paso 2. Para los valores predeterminados, Path Adjustment y Optimization (invocación del solucionador) ocurrirán cuatro veces y en cada invocación el solucionador iterará un máximo de 15 veces.
Creación
Sintaxis
Descripción
options = optimizePathOptionsoptimizePath.
Propiedades
Ejemplos
Configurar el entorno
Cargue un mapa en el espacio de trabajo.
map = load("exampleMaps.mat").complexMap;Cree un mapa de ocupación binario.
map = binaryOccupancyMap(map);
Cree un objeto de validador de estado.
stateValidator = validatorOccupancyMap;
Asigne el mapa al objeto del validador de estado.
stateValidator.Map = map;
Establezca la distancia de validación para el validador.
stateValidator.ValidationDistance = 0.01;
Planificar ruta
Inicialice el objeto plannerHybridAStar con el objeto validador de estado. Especifique la propiedad MinTurningRadius del planificador como 2 metros.
planner = plannerHybridAStar(stateValidator,MinTurningRadius=2);
Define las posiciones inicial y final como vectores [x y theta]. x y y especifican la posición en metros, y theta especifica el ángulo de orientación en radianes.
start = [6 3 pi/2]; goal = [32 32 0];
Planifica una ruta desde la pose inicial hasta la pose objetivo.
path = plan(planner,start,goal); inpath = path.States;
Optimizar ruta
Configurar opciones para optimización.
options = optimizePathOptions
options =
optimizePathOptions
Trajectory Parameters
MaxPathStates: 200
ReferenceDeltaTime: 0.3000
MinTurningRadius: 1
MaxVelocity: 0.4000
MaxAngularVelocity: 0.3000
MaxAcceleration: 0.5000
MaxAngularAcceleration: 0.5000
Obstacle Parameters
ObstacleSafetyMargin: 0.5000
ObstacleCutOffDistance: 2.5000
ObstacleInclusionDistance: 0.7500
Solver Parameters
NumIteration: 4
MaxSolverIteration: 15
Weights
WeightTime: 10
WeightSmoothness: 1000
WeightMinTurningRadius: 10
WeightVelocity: 100
WeightAngularVelocity: 10
WeightAcceleration: 10
WeightAngularAcceleration: 10
WeightObstacles: 50
Establezca el valor del radio de giro mínimo igual que en el planificador.
options.MinTurningRadius = 2;
Especifique el número máximo de poses permitidas en la ruta optimizada.
options.MaxPathStates = size(inpath,1) * 3;
Mantenga una distancia segura de 0.75 metros de los obstáculos.
options.ObstacleSafetyMargin = 0.75;
Optimizar la ruta generado por el planificador.
optpath = optimizePath(inpath,map,options);
Visualizar
Visualice la ruta de entrada y la ruta optimizada en el mapa.
show(map) hold on quiver(inpath(:,1),inpath(:,2),cos(inpath(:,3)),sin(inpath(:,3)),0.1); quiver(optpath(:,1),optpath(:,2),cos(optpath(:,3)),sin(optpath(:,3)),0.1); legend("Input Path","Optimized Path")
![Figure contains an axes object. The axes object with title Binary Occupancy Grid, xlabel X [meters], ylabel Y [meters] contains 3 objects of type image, quiver. These objects represent Input Path, Optimized Path.](../../examples/nav/win64/OptimizePlannedPathExample_01.png)
Más acerca de
Los parámetros de obstáculo ObstacleSafetyMargin, ObstacleInclusionDistance y ObstacleCutOffDistance determinan qué obstáculos se consideran para la optimización. Los obstáculos lejanos conducirían a cálculos innecesarios y no afectarían la optimización de la ruta.
La propiedad ObstacleSafetyMargin especifica una distancia segura a mantener entre las poses de la ruta y los obstáculos. La propiedad ObstacleCutOffDistance especifica la distancia desde el robot más allá de la cual no se consideran todos los obstáculos al optimizar la ruta en esa instancia. La propiedad ObstacleInclusionDistance especifica la distancia desde el robot dentro de la cual se consideran todos los obstáculos mientras se optimiza la ruta en esa instancia. El optimizador de ruta también considera el obstáculo más cercano a la izquierda y a la derecha del robot entre la región de inclusión y de corte.
Referencias
[1] Rosmann, Christoph, Frank Hoffmann, and Torsten Bertram. “Kinodynamic Trajectory Optimization and Control for Car-like Robots.” In 2017 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 5681–86. Vancouver, BC: IEEE, 2017. https://doi.org/10.1109/IROS.2017.8206458.
Capacidades ampliadas
Historial de versiones
Introducido en R2022a
