控制服务

避免使用矢量场直方图

描述

这控制服务System Object™使您的车辆能够使用矢量场直方图（VFH）避免基于范围传感器数据的障碍。给定激光扫描读数和朝向目标的目标方向，对象计算无障碍的转向方向。

控制服务专门使用VFH+算法来计算无障碍方向。首先，该算法从激光扫描数据中获取范围和角度，并为障碍物位置构建极性直方图。然后，使用输入直方图阈值来计算指示占据和自由方向的二进制直方图。最后，该算法计算一个蒙版直方图，该直方图是根据车辆的最小转圈从二元直方图计算的。

该算法根据开放空间和可能的驱动方向选择多个转向说明。具有与先前，当前和目标方向相对应的重量功能，可以计算不同可能的方向的成本。然后，该物体以最低的成本返回无障碍方向。使用无障碍方向，您可以输入命令以朝着该方向移动车辆。

要将此对象用于您自己的应用程序和环境，必须调整算法的属性。属性值取决于您使用的车辆类型，范围传感器和硬件。

找到一个无障碍的转向方向：

创建控制服务对象并设置其属性。
用参数调用对象，就好像它是一个函数一样。

要了解有关系统对象如何工作的更多信息，请参阅什么是系统对象？

创建

句法

VFH = ContranceervFH

vfh = contrantervFH（名称，值）

描述

例子

VFH= ContranceervFH返回一个矢量字段直方图对象，该对象可以使用VFH+算法。

VFH= contrantervFH（姓名，，，，价值）返回一个矢量字段直方图对象，其中一个或多个指定的其他选项名称，价值成对。名称是属性名称，值是相应的值。名称必须出现在单引号中（''）。您可以按任何顺序指定几个名称值对参数NAME1，Value1，...，Namen，Valuen。未指定的属性保留其默认值。

特性

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`数字分类器`-直方图中角扇区的数量
`180`（默认）|正整数

向量场直方图中的角扇区数量，指定为标量。该属性定义了用于创建直方图的垃圾箱的数量。该属性是不可荷的。您只能在初始化对象时设置此。

`远处`-范围读数的限制
`[0.05 2]`（默认）|2元素向量

范围读数的限制，指定为2个元素向量，其元素以米为单位。仅当对象落在距离限制之内时，请考虑调用对象时指定的范围读数。使用较低距离极限忽略较低范围传感器性能的误报。使用上限忽略离车辆太远的障碍物。

`Robotradius`-车辆半径
`0.1`（默认）|标量

车辆的半径为米，指定为标量。该维度定义了可以限制车辆的最小圆圈。在计算无障碍方向时，车辆半径用于考虑车辆尺寸。

`安全限制`-车辆周围的安全距离
`0.1`（默认）|标量

车辆周围的安全距离，指定为标量米。这是一个安全距离，除了值的值外，Robotradius范围。车辆半径和安全距离的总和用于计算无障碍方向。

`Minturningradius`-当前速度最小转弯半径
`0.1`（默认）|标量

车辆以当前速度移动的车辆以米为单位的最小转弯半径，指定为标量。

`targetDirectiontextrection`-目标方向的成本功能重量
`5`（默认）|标量

朝目标方向移动的成本函数重量，指定为标量。要遵循目标方向，将此重量设置为高于当前重量级和前重量级特性。要忽略目标方向成本，请将此重量设置为零。

`当前重量级`-当前方向的成本功能重量
`2`（默认）|标量

成本函数重量用于在当前的标量方向上移动机器人，该方向指定为标量。该体重的较高值会产生有效的路径。要忽略当前方向成本，请将此重量设置为零。

`前重量级`-先前方向的成本功能重量
`2`（默认）|标量

成本函数重量用于以前选择的转向方向移动，指定为标量。该重量的较高值会产生更平滑的路径。要忽略先前的方向成本，请将此重量设置为零。

`直方图图`-二元直方图计算的阈值
`[3 10]`（默认）|2元素向量

二进制直方图计算的阈值，指定为2元素向量。该算法使用这些阈值从极性障碍物密度计算二进制直方图。高于上阈值的极性障碍物密度值表示为二进制直方图中的占用空间（1）。小于较低阈值的值表示为自由空间（0）。限制之间的值设置为上一个二进制直方图中的值，默认值为自由空间（0）。

`Uselidarscan`-利用`利达尔扫`对象作为扫描输入
`错误的`（默认）|`真的`

利用利达尔扫作为扫描输入的对象，指定为真的或者错误的。

用法

句法

SteeringDir = VFH（扫描，targetDir）

SteeringDir = VFH（范围，角度，targetDir）

描述

例子

Steeringdir= vfh（扫描，，，，TargetDir）使用VFH+算法找到输入的无障碍转向方向利达尔扫目的，扫描。基于目标位置给出目标方向。

要启用此语法，您必须设置Uselidarscan财产为真的。例如：

mcl =蒙特卡洛定位（'Uselidarscan'，真的）;...[iSuped，姿势，协方差] = mcl（odompose，扫描）;

Steeringdir= vfh（范围，，，，角度，，，，TargetDir）用两个向量定义激光扫描：范围和角度。

输入参数

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`扫描`-激光扫描读数
`利达尔扫`目的

激光扫描读数，指定为利达尔扫目的。

依赖性

要使用此参数，您必须设置Uselidarscan财产为真的。

mcl.uselidarscan = true;

`范围`-扫描数据的范围值
向量

扫描数据的范围值，指定为米为米。这些范围值是在给定的传感器的距离角度。向量必须与相应的长度相同角度向量。

`角度`-扫描数据的角度值
向量

扫描数据的角度值，指定为弧度中的向量。这些角度值是给定的特定角度范围。向量必须与相应的长度相同范围向量。

`TargetDir`-车辆的目标方向
标量

车辆的目标方向，指定为弧度标量。车辆的向前方向被认为是零弧度，逆时针逆时针测得。

输出参数

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`Steeringdir`- 车辆方向
标量

车辆的转向方向，指定为弧度标量。该无障碍方向是根据VFH+算法计算的。车辆的向前方向被认为是零弧度，逆时针逆时针测得。

对象功能

要使用对象函数，请将系统对象指定为第一个输入参数。例如，释放名称的系统对象的系统资源OBJ，使用此语法：

释放（OBJ）

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特定于控制服务

`节目`	展示`矢量场组织图`图窗口中的信息

所有系统对象共有

`步`	跑系统对象算法
`发布`	释放资源并允许更改系统对象属性值和输入特征
`重置`	重置内部状态系统对象

例子

全部收缩

创建矢量字段直方图对象并可视化数据

打开实时脚本

此示例显示了如何根据输入激光扫描数据计算转向方向。

创建一个控制服务目的。设置Uselidarscan财产为真的。

vfh = contrantervFH;vfh.uselidarscan = true;

输入激光扫描数据和目标方向。

范围= 10*一个（1,500）;范围（1,225：275）= 1.0;角= linspace（-pi，pi，500）;targetDir = 0;

创建一个利达尔扫通过指定范围和角度来对象。

扫描= lidarscan（范围，角度）；

计算无障碍的转向方向。

SteeringDir = VFH（扫描，targetDir）;

可视化矢量场组织图计算。

h =图；设置（h，'位置'，[50 50 800 400]）显示（VFH）

参考

[1] Borenstein，J。和Y. Koren。“矢量场直方图 - 移动机器人的快速障碍物避免。”IEEE机器人和自动化杂志。卷。7，第3期，1991年，第278-88页。

[2] Ulrich，I。和J. Borenstein。“ VFH：快速移动机器人的可靠障碍。”程序。1998 IEEE机器人技术国际会议。（1998）：1572–1577。

扩展功能

C/C ++代码生成
使用MATLAB®CODER™生成C和C ++代码。

用法注释和限制：

在A中使用MATLAB功能不支持块。金宝app

激光扫描需要有限的代码生成。激光扫描，扫描，最大限制为4000点（范围和角度）。

有关系统对象代码生成的其他信息，请参见MATLAB代码生成中的系统对象（MATLAB编码器）

版本历史记录

在R2019b中引入

也可以看看

利达尔扫|节目

控制服务

描述

创建

句法

描述

特性

数字分类器-直方图中角扇区的数量180（默认）|正整数

远处-范围读数的限制[0.05 2]（默认）|2元素向量

Robotradius-车辆半径0.1（默认）|标量

安全限制-车辆周围的安全距离0.1（默认）|标量

Minturningradius-当前速度最小转弯半径0.1（默认）|标量

targetDirectiontextrection-目标方向的成本功能重量5（默认）|标量

当前重量级-当前方向的成本功能重量2（默认）|标量

前重量级-先前方向的成本功能重量2（默认）|标量

直方图图-二元直方图计算的阈值[3 10]（默认）|2元素向量

Uselidarscan-利用利达尔扫对象作为扫描输入错误的（默认）|真的

用法

句法

描述

输入参数

扫描-激光扫描读数利达尔扫目的

依赖性

范围-扫描数据的范围值向量

角度-扫描数据的角度值向量

TargetDir-车辆的目标方向标量

输出参数

Steeringdir- 车辆方向标量

对象功能

特定于控制服务

所有系统对象共有

例子

创建矢量字段直方图对象并可视化数据

参考

扩展功能

C/C ++代码生成使用MATLAB®CODER™生成C和C ++代码。

版本历史记录

也可以看看

话题

`数字分类器`-直方图中角扇区的数量
`180`（默认）|正整数

`远处`-范围读数的限制
`[0.05 2]`（默认）|2元素向量

`Robotradius`-车辆半径
`0.1`（默认）|标量

`安全限制`-车辆周围的安全距离
`0.1`（默认）|标量

`Minturningradius`-当前速度最小转弯半径
`0.1`（默认）|标量

`targetDirectiontextrection`-目标方向的成本功能重量
`5`（默认）|标量

`当前重量级`-当前方向的成本功能重量
`2`（默认）|标量

`前重量级`-先前方向的成本功能重量
`2`（默认）|标量

`直方图图`-二元直方图计算的阈值
`[3 10]`（默认）|2元素向量

`Uselidarscan`-利用`利达尔扫`对象作为扫描输入
`错误的`（默认）|`真的`

`扫描`-激光扫描读数
`利达尔扫`目的

`范围`-扫描数据的范围值
向量

`角度`-扫描数据的角度值
向量

`TargetDir`-车辆的目标方向
标量

`Steeringdir`- 车辆方向
标量

C/C ++代码生成
使用MATLAB®CODER™生成C和C ++代码。