主要内容

路径平滑样条

平滑的车辆路径使用三次样条插值

  • 库:
  • 自动驾驶的工具箱

  • 路径平滑样条块

描述

路径平滑样条块通过将输入的参考路径位姿拟合到三次样条曲线上,生成光滑的车辆路径,该路径由一系列离散的位姿组成。给定输入参考路径方向,块也返回对应于每个姿态的方向。

使用此块转换C1连续路径到C2连续的路径。C1-连续路径包括路径规划者返回的Dubins或reed - shepp路径。有关这些路径类型的详细信息,请参见c1 -连续路径和c2 -连续路径

您可以使用一个飞行器控制器来使用返回的姿态和方向,例如横向控制器斯坦利块。

港口

输入

全部展开

车辆沿路径的参考姿态,指定为- × 3矩阵的[xyΘ)向量,是姿势的数量。

xy以米为单位指定车辆的位置。Θ指定车辆的方向角度。

数据类型:|

车辆沿路径的参考方向,指定为-1列向量1s(向前运动)和-1s(反向运动)。为参考方向的个数。的每个元素RefDirections对应于RefPoses输入端口。

数据类型:|

输出

全部展开

离散的姿态平滑的路径,返回作为一个N- × 3矩阵的[xyΘ)向量。N姿势的数量是否在输出位姿数参数。

xy以米为单位指定车辆的位置。Θ指定车辆的方向角度。

中的值提出了中值的数据类型是否相同RefPoses输入端口。

车辆的行驶方向在每个输出姿态提出了,返回为N-1列向量1s(向前运动)和-1s(反向运动)。N姿势的数量是否在输出位姿数参数。

中的值方向中值的数据类型是否相同RefDirections输入端口。

您可以使用方向指定车辆的参考路径。你也可以用方向,连同CumLengths曲率,以生成车辆的参考速度剖面。看到速度分析器块和Simulink中的自动泊车服务金宝app的例子。

在每个输出位姿处的累积路径长度提出了,返回为N-乘1实值列向量。N姿势的数量是否在输出位姿数参数。单位是米。

您可以使用CumLengths,连同方向曲率,以生成车辆的参考速度剖面。看到速度分析器块和Simulink中的自动泊车服务金宝app的例子。

依赖关系

要启用该端口,请选择显示cumlength和曲率输出端口参数。

在每个输出位姿处的带符号路径曲率提出了,返回为N-乘1实值列向量。N姿势的数量是否在输出位姿数参数。单位是弧度/米。

您可以使用曲率,连同方向CumLengths,以生成车辆的参考速度剖面。看到速度分析器块和Simulink中的自动泊车服务金宝app的例子。

依赖关系

要启用该端口,请选择显示cumlength和曲率输出端口参数。

参数

全部展开

返回的平滑姿势的数量提出了输出端口,指定为正整数。要增加返回姿态的粒度,请增加该参数值。

姿态之间的最小距离,以米为单位,指定为正实标量。如果欧几里得(xy)两个姿态之间的距离小于此值,则块只使用其中一个姿态进行插值。

块的采样时间,单位为秒,指定为-1或者作为一个正的实标量。默认的-1表示块从上游块继承了它的采样时间。

选择此参数启用CumLengths曲率输出端口。

  • 代码生成-使用生成的C/ c++代码模拟模型。你第一次运行一个模拟,Simulink金宝app®为代码块生成C/ c++代码。只要模型不改变,C代码就会在后续模拟中重用。这个选项需要额外的启动时间。

  • 解释执行-使用MATLAB仿真模型®翻译。这个选项缩短了启动时间。在解释执行模式下,可以调试块的源代码。

更多关于

全部展开

算法

  • 路径平滑算法插值通过所有输入参考位姿点的参数三次样条。样条的参数是这些点的累积弦长。[1]

  • 平滑输出路径的切线方向近似匹配车辆在起始姿态和目标姿态时的姿态角。

参考文献

[1]浮子,Michael S。参数三次样条插值与数据多边形的偏差。计算机辅助几何设计.第25卷第3期,2008年,148-156页。

Lepetic, Marko, Gregor Klancar, Igor Skrjanc, Drago Matko, Bostjan Potocnik。“考虑加速度限制的时间最优路径规划”。机器人技术与自主系统.第45卷,编号3-4,2003年,199-210页。

扩展功能

C / c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

介绍了R2019a