导入规划路径映射示例

负载exampleMaps.mat

导入的地图有:simpleMap，complexMap和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

使用进口simpleMap数据并构造占用网格表示binaryOccupancyMap对象。将该地图的分辨率设置为每米2个单元格。

地图= binaryOccupancyMap (simpleMap 2);

控件显示地图显示功能上的binaryOccupancyMap对象

显示(图)

定义机器人尺寸并膨胀地图

为了确保机器人不会与任何障碍物相撞，在将地图提供给PRM路径规划器之前，应该根据机器人的尺寸将地图膨胀。

这里可以假设机器人的尺寸是一个半径为0.2米的圆。然后，您可以使用膨胀函数。

robotRadius = 0.2;

如前所述，PRM不考虑机器人的尺寸，因此向PRM提供一个膨胀的映射会考虑机器人的尺寸。控件之前创建映射的副本膨胀功能来保存原始地图。

mapInflated = (map)复印件;充气(mapInflated robotRadius);

显示的地图

显示(mapInflated)

构造PRM并设置参数

现在您需要定义一个路径规划器。创建一个mobileRobotPRM对象，并定义相关属性。

人口、难民和移民事务局= mobileRobotPRM;

将膨胀的映射分配给PRM对象

人口、难民和移民事务局。地图= 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节点数量构造路线图。根据输入映射的维度和复杂性，这是要优化的主要属性之一，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，增加了找到路径的概率。然而，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连接地图上所有以这个距离(或更短)分隔的节点。对于较大和/或复杂的输入映射，这是另一个要调优的属性。较大的连接距离增加了节点之间的连通性，从而更容易找到路径，但也增加了创建路径的计算时间。

人口、难民和移民事务局。ConnectionDistance = 5;

在构建的PRM上寻找可行路径

在地图上定义要使用的路径规划器的起始和结束位置。

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

属性搜索起始位置和结束位置之间的路径findpath函数。解决方案是一组从起始位置到结束位置的路径点。请注意,路径会因为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)

使用PRM为一个大型和复杂的地图

使用进口complexMap数据，它代表了一个大而复杂的平面图，并以给定的分辨率(每米1个单元)构造了一个二进制占用网格表示。

地图= binaryOccupancyMap (complexMap, 1);

显示地图。

显示(图)

基于机器人尺寸膨胀地图

复制并膨胀地图，以考虑机器人的大小，以避障

mapInflated = (map)复印件;充气(mapInflated robotRadius);

显示的地图。

显示(mapInflated)

将现有的PRM对象与新的Map关联，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。地图= 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;

人口、难民和移民事务局图显示。

显示(人口、难民和移民事务局)

在构建的PRM上寻找可行路径

在地图上定义开始和结束的位置，以找到一个无障碍的路径。

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

在开始位置和结束位置之间寻找解决方案。对于复杂的映射，对于给定的节点数量可能没有可行的路径(返回一个空路径)。

path = findpath(prm, startLocation, endLocation);

由于您是在一个大而复杂的地图上规划路径，可能需要更多的节点。然而，通常不清楚多少节点就足够了。优化节点数量，以确保在起始位置和结束位置之间有一条可行的路径。

而isempty(路径)%没有找到可行路径，增加节点数量人口、难民和移民事务局。NumNodes =人口、难民和移民事务局。NumNodes + 10;%使用|更新|功能重新创建更改后的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=12×23.000 3.000 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⋮

人口、难民和移民事务局显示的解决方案。

显示(人口、难民和移民事务局)