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plan

Planificar ruta entre dos estados

Sintaxis

path = plan(planner,startState,goalState)

[path,solutionInfo] = plan(planner,startState,goalState)

Descripción

path = plan(planner,startState,goalState) devuelve un path desde el estado inicial al estado objetivo.

[path,solutionInfo] = plan(planner,startState,goalState) también devuelve solutionInfo que contiene la información de la solución de la planificación de la ruta.

Ejemplos

Planificar la ruta entre dos estados

Crea un espacio de estados.

ss = stateSpaceSE2;

Cree un validador de estado basado en occupancyMap utilizando el espacio de estado creado.

sv = validatorOccupancyMap(ss);

Cree un mapa de ocupación a partir de un mapa de ejemplo y establezca la resolución del mapa en 10 celdas/metro.

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

Establezca la distancia de validación para el validador.

sv.ValidationDistance = 0.01;

Actualice los límites del espacio de estados para que sean los mismos que los límites del mapa.

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

Cree el planificador de rutas y aumente la distancia máxima de conexión.

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

Establezca los estados de inicio y objetivo.

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

Planifique una ruta con la configuración predeterminada.

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

Visualiza los resultados.

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

Planifique la ruta a través del mapa de ocupación 3-D utilizando RRT Planner

Cargue un mapa de ocupación tridimensional de una manzana de la ciudad en el espacio de trabajo. Especifique el umbral para considerar las celdas libres de obstáculos.

mapData = load("dMapCityBlock.mat");
omap = mapData.omap;
omap.FreeThreshold = 0.5;

Infle el mapa de ocupación para agregar una zona de amortiguamiento para una operación segura alrededor de los obstáculos.

inflate(omap,1)

Cree un objeto de espacio de estados SE(3) con límites para las variables de estado.

ss = stateSpaceSE3([0 220;0 220;0 100;inf inf;inf inf;inf inf;inf inf]);

Cree un validador de estado de mapa de ocupación 3D utilizando el espacio de estado creado. Asigne el mapa de ocupación al objeto validador de estado. Especifique el intervalo de distancia de muestreo.

sv = validatorOccupancyMap3D(ss, ...
     Map = omap, ...
     ValidationDistance = 0.1);

Cree un planificador de rutas RRT con una distancia máxima de conexión aumentada y un número máximo reducido de iteraciones. Especifique una función de objetivo personalizada que determine que una ruta alcanza el objetivo si la distancia euclidiana al objetivo está por debajo de un umbral de 1 metro.

planner = plannerRRT(ss,sv, ...
          MaxConnectionDistance = 50, ...
          MaxIterations = 1000, ...
          GoalReachedFcn = @(~,s,g)(norm(s(1:3)-g(1:3))<1), ...
          GoalBias = 0.1);

Especifique las poses de inicio y objetivo.

start = [40 180 25 0.7 0.2 0 0.1];
goal = [150 33 35 0.3 0 0.1 0.6];

Configure el generador de números aleatorios para obtener resultados repetibles.

rng(1,"twister");

Planifique la ruta.

[pthObj,solnInfo] = plan(planner,start,goal);

Visualice la ruta planificada.

show(omap)
axis equal
view([-10 55])
hold on
% Start state
scatter3(start(1,1),start(1,2),start(1,3),"g","filled")
% Goal state
scatter3(goal(1,1),goal(1,2),goal(1,3),"r","filled")
% Path
plot3(pthObj.States(:,1),pthObj.States(:,2),pthObj.States(:,3), ...
      "r-",LineWidth=2)

Argumentos de entrada

planner — Planificador de rutas

objeto plannerRRT | objeto plannerRRTStar

Planificador de rutas, especificado como un objeto plannerRRT o un objeto plannerRRTStar.

startState — Estado inicial de la ruta

vector de valor real de N-elemento

Estado inicial de la ruta, especificado como un vector de valor real de elementos N. N es la dimensión del espacio de estados.

Ejemplo: [1 1 pi/6]

Ejemplo: [40 180 25 0.7 0.2 0 0.1]

Tipos de datos: single | double

goalState — Estado objetivo de la ruta

vector de valor real de N-elemento

Estado objetivo de la ruta, especificado como un vector de valor real de elementos N. N es la dimensión del espacio de estados.

Ejemplo: [2 2 pi/3]

Ejemplo: [150 33 35 0.3 0 0.1 0.6]

Tipos de datos: single | double

Argumentos de salida

path — Objeto que contiene información de ruta planificada

objeto navPath

Un objeto que contiene la información de la ruta planificada, devuelta como un objeto navPath.

solutionInfo — Información de la solución

estructura

Información de la solución, devuelta como una estructura. Los campos de la estructura son:

Campos de solutionInfo

Campos	Descripción
IsPathFound	Indica si se encuentra una ruta. Devuelve como 1 si se encuentra una ruta. De lo contrario, devuelve 0.
ExitFlag	Indica el estado de terminación del planificador, devuelto como 1 — si se alcanza el objetivo 2 — si se alcanza el número máximo de iteraciones 3 — si se alcanza el número máximo de nodos
NumNodes	Número de nodos en el árbol de búsqueda cuando finaliza el planificador (excluyendo el nodo raíz).
NumIterations	Número de rutinas de "extensión" ejecutadas.
TreeData	Una colección de estados explorados que refleja el estado del árbol de búsqueda cuando finaliza el planificador. Tenga en cuenta que los valores NaN se insertan como delimitadores para separar cada borde individual.
PathCosts	Contiene el coste de la ruta en cada iteración. El valor de las iteraciones cuando la ruta no ha alcanzado el objetivo se denota mediante NaN. El tamaño de la matriz es NumIterations-por-1. El último elemento contiene el coste de la ruta final. Nota Este campo solo es aplicable al objeto plannerRRTStar.

Tipos de datos: structure

Capacidades ampliadas

Generación de código C/C++
Genere código C y C++ mediante MATLAB® Coder™.

Historial de versiones

Introducido en R2019b

Consulte también

Objetos

• navPath | plannerRRT | plannerRRTStar

Funciones

• copy | shortenpath