导入规划路径的样例映射

负载exampleMaps.mat

导入的地图是:simpleMap，complexMap而且ternaryMap．

谁*地图*

名称大小字节类属性complexMap 41x52 2132 logical emptyMap 26x27 702 logical simpleMap 26x27 702 logical ternaryMap 501x501 2008008 double

使用导入的simpleMap方法构造占用网格表示binaryOccupancyMap对象。将此地图的分辨率设置为每米2个单元格。

map = binaryoccuancymap (simpleMap,2);

控件显示地图显示函数在binaryOccupancyMap对象

显示(图)

定义机器人尺寸和膨胀地图

为了确保机器人不会与任何障碍物碰撞，在将其提供给PRM路径规划器之前，应该根据机器人的尺寸对地图进行膨胀。

这里机器人的尺寸可以假设为半径为0.2米的圆。属性按此维度对映射进行膨胀膨胀函数。

robotRadius = 0.2;

如前所述，PRM不考虑机器人的尺寸，因此提供到PRM的膨胀映射考虑了机器人的尺寸。属性之前创建映射的副本膨胀函数保存原始地图。

mapinflation = copy(map);充气(mapInflated robotRadius);

显示膨胀地图

显示(mapInflated)

构造PRM并设置参数

现在需要定义一个路径规划器。创建一个mobileRobotPRM对象并定义关联的属性。

prm = mobileRobotPRM;

将膨胀的映射分配给PRM对象

人口、难民和移民事务局。Map = mapInflated;

定义在PRM构建过程中使用的PRM节点数量。PRM使用给定映射上的给定数量的节点构造一个路线图。根据输入映射的维度和复杂性，这是要调优的主要属性之一，以便获得映射上两点之间的解决方案。大量的节点创建了一个密集的路线图，并增加了找到路径的概率。但是，拥有更多的节点会增加创建路线图和寻找解决方案的计算时间。

人口、难民和移民事务局。NumNodes = 50;

定义地图上两个连接节点之间允许的最大距离。PRM连接地图上按这个距离(或更短)分隔的所有节点。这是在较大和/或复杂输入映射的情况下要调优的另一个属性。较大的连接距离增加了节点之间的连通性，更容易找到路径，但会增加路线图创建的计算时间。

人口、难民和移民事务局。ConnectionDistance = 5;

在已构造的PRM上寻找可行路径

在地图上定义路径规划器要使用的开始和结束位置。

startLocation = [2 1];endLocation = [12 10];

控件搜索起始位置和结束位置之间的路径findpath函数。解决方案是从起始位置到结束位置的一组路径点。注意路径会因PRM算法的概率性质而有所不同。

path = findpath(prm, startLocation, endLocation)

路径=7×22.0000 1.0000 1.9569 1.0546 1.8369 2.3856 3.2389 6.6106 7.8260 8.1330 11.4632 10.5857 12.0000 10.0000

显示PRM解决方案。

显示(人口、难民和移民事务局)

对于大而复杂的地图使用PRM

使用导入的complexMap数据，它表示一个大而复杂的平面图，并构造一个具有给定分辨率的二进制占用网格表示(每米1个单元格)

map = binaryoccuancymap (complexMap,1);

显示地图。

显示(图)

根据机器人尺寸膨胀地图

复制和膨胀地图，以考虑机器人的大小，以避免障碍

mapinflation = copy(map);充气(mapInflated robotRadius);

显示膨胀地图。

显示(mapInflated)

关联现有PRM对象和新建映射并设置参数

使用新膨胀的映射更新PRM对象并定义其他属性。

人口、难民和移民事务局。Map = mapInflated;

设置NumNodes和ConnectionDistance属性。

人口、难民和移民事务局。NumNodes = 20;人口、难民和移民事务局。ConnectionDistance = 15;

显示PRM图形。

显示(人口、难民和移民事务局)

在已构造的PRM上寻找可行路径

在地图上定义起点和终点位置，以找到一条无障碍的路径。

startLocation = [3 3];endLocation = [45 35];

在开始和结束位置之间寻找解决方案。对于复杂的映射，对于给定数量的节点可能没有可行路径(返回空路径)。

path = findpath(prm, startLocation, endLocation);

由于您正在一个大而复杂的地图上规划路径，因此可能需要更多的节点。然而，通常不清楚有多少节点是足够的。调整节点数量，确保起始位置和结束位置之间有可行的路径。

而isempty(路径)%未找到可行路径，增加节点数人口、难民和移民事务局。NumNodes = prm。NumNodes + 10;使用|update|功能重新创建变更后的PRM路线图%属性更新(人口、难民和移民事务局);使用更新后的PRM搜索可行路径path = findpath(prm, startLocation, endLocation);结束

显示路径。

路径

路径=12×23.0000 3.0000 4.2287 4.2628 7.7686 5.6520 6.8570 8.2389 19.5613 8.4030 33.1838 8.7614 31.3248 16.3874 41.3317 17.5090 48.3017 25.8527 49.4926 36.8804

显示PRM解决方案。

显示(人口、难民和移民事务局)