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checkMapCollision

Compruebe si hay colisiones entre el mapa de ocupación 3D y la geometría

Desde R2022b

Sintaxis

collisionStatus = checkMapCollision(map,geometry)

[collisionStatus,details] = checkMapCollision(map,geometry,options)

Descripción

Compruebe si hay colisión entre un mapa de ocupación tridimensional y una geometría de colisión convexa. La función checkMapCollision puede buscar colisiones en dos fases: primero, una búsqueda de fase amplia usando volúmenes delimitadores simples, y luego mediante una colisión de fase estrecha verificar si los volúmenes simples chocar. Para la búsqueda de fase amplia, la función verifica entre primitivas simples que consisten en cuadros delimitadores alineados axialmente (AABB). Para la fase estrecha, la función verifica entre las celdas ocupadas, representadas por objetos collisionBox (Robotics System Toolbox) , y el objeto de geometría de colisión de entrada.

collisionStatus = checkMapCollision(map,geometry) comprueba si un mapa de ocupación 3-D, map, y una geometría de colisión, geometry, están en colisión.

[collisionStatus,details] = checkMapCollision(map,geometry,options) especifica las opciones adicionales de verificación de colisiones options y devuelve los detalles de la colisión details.

Ejemplos

Verificar la colisión entre el mapa 3D y las geometrías de colisión

Cree un mapa de ocupación en 3D.

map = occupancyMap3D;

Especifique 25 coordenadas aleatorias en el mapa de ocupación como ocupadas.

rng(0)
pt = (rand(25,3)-.5)*20;
setOccupancy(map,pt,1);

Crea una esfera de colisión y un objeto de cilindro de colisión.

sphere = collisionSphere(1);
cylinder = collisionCylinder(3,6);
sphere.Pose = trvec2tform([6.1 -4 -7.5]);

Visualice el mapa de ocupación y la geometría de colisión en la misma figura.

exampleHelperPlotCylinderAndSphere(map,cylinder,sphere)

Realice solo la verificación de colisión de fase amplia tanto para la esfera como para el cilindro estableciendo la propiedad CheckNarrowPhase de un objeto occupancyMap3DCollisionOptions en false. Devuelve información de vóxeles y la distancia a los vóxeles ocupados más cercanos.

bpOpts = occupancyMap3DCollisionOptions(CheckNarrowPhase=false,ReturnDistance=true,ReturnVoxels=true);
[bpIsCollidingCylinder,bpResultsCylinder] = checkMapCollision(map,cylinder,bpOpts);

Verifique las distancias de vóxeles para las geometrías de colisión. Tenga en cuenta que, debido a que el cilindro colisiona con los vóxeles, los valores de distancia son NaN. Debido a que la esfera no colisiona con ningún vóxel, los resultados de su distancia no son valores NaN .

bpDistCylinder = bpResultsCylinder.DistanceInfo.Distance

bpDistCylinder = NaN

bpWitnessptsCylinder = bpResultsCylinder.DistanceInfo.WitnessPoints

bpWitnessptsCylinder = 3×2

   NaN   NaN
   NaN   NaN
   NaN   NaN

Debido a que el cilindro colisiona con los vóxeles, los resultados de distancia contienen valores NaN . Dado que la esfera no colisiona con los vóxeles, los resultados de distancia constan de valores que no son NaN .

[bpIsCollidingSphere,bpResultsSphere] = checkMapCollision(map,sphere,bpOpts);
bpDistSphere = bpResultsSphere.DistanceInfo.Distance

bpDistSphere = 2.3259

bpWitnessptsSphere = bpResultsSphere.DistanceInfo.WitnessPoints

bpWitnessptsSphere = 3×2

    3.0000    5.1000
   -6.0000   -5.0000
   -7.5000   -7.5000

Traza una línea entre la esfera y el vóxel más cercano usando sus puntos testigo.

figure
exampleHelperPlotCylinderAndSphere(map,cylinder,sphere)
hold on
plot3(bpWitnessptsSphere(1,:),bpWitnessptsSphere(2,:),bpWitnessptsSphere(3,:),LineWidth=2,Color='r')
hold off

Ahora realice una verificación de fase estrecha, utilizando un objeto occupancyMap3DCollisionOptions con la propiedad CheckNarrowPhase establecida en true.

npOpts = occupancyMap3DCollisionOptions(CheckNarrowPhase=true,ReturnDistance=true,ReturnVoxels=true);
[npIsCollidingSphere,bpResultsSphere] = checkMapCollision(map,sphere,npOpts);

Devuelve la distancia del vóxel y las coordenadas del punto testigo de la esfera. La distancia y los puntos testigo son ligeramente más precisos esta vez, porque la fase estrecha usa la distancia entre la primitiva y el vóxel, mientras que la fase amplia anterior usa la distancia entre el cuadro delimitador alineado con el eje (AABB) del objeto de colisión y el vóxel.

npDist = bpResultsSphere.DistanceInfo.Distance

npDist = 2.6892

npWitnesspts = bpResultsSphere.DistanceInfo.WitnessPoints

npWitnesspts = 3×2

    3.0000    5.2596
   -6.0000   -4.5419
   -7.5000   -7.5000

Visualice nuevamente el mapa de ocupación y trace la línea que muestra la distancia más corta entre el vóxel y la esfera. La línea entre los puntos testigo parece visualmente precisa después de realizar la verificación de fase estrecha.

exampleHelperPlotCylinderAndSphere(map,cylinder,sphere)
hold on
plot3(npWitnesspts(1,:),npWitnesspts(2,:),npWitnesspts(3,:),LineWidth=2,Color='r')
hold off

Argumentos de entrada

map — Mapa de ocupación en 3D

occupancyMap3D objeto

Mapa de ocupación tridimensional, especificado como un objeto occupancyMap3D .

Ejemplo: occupancyMap3D(10)

geometry — Geometría de colisión

objeto de geometría de colisión

Geometría de colisión, especificada como uno de estos objetos:

• collisionBox

• collisionCapsule

• collisionCylinder

• collisionMesh

• collisionSphere

Ejemplo: collisionBox(1,1,3)

options — Opciones de comprobación de colisiones

occupancyMap3DCollisionOptions objeto

Opciones de verificación de colisiones, especificadas como un objeto occupancyMap3DCollisionOptions .

Ejemplo: occupancyMap3DCollisionOptions(CheckNarrowPhase=false,ReturnDistance=true);

Argumentos de salida

collisionStatus — Estado de colisión

0 | 1

Estado de colisión, devuelto como 0 o 1. Si la geometría se cruza con cualquier vóxel ocupado, collisionStatus es 1. De lo contrario, el valor es 0.

Tipos de datos: double

details — Detalles de colisión

estructura

Detalles de colisión, devueltos como una estructura que puede contener hasta dos campos, DistanceInfo y VoxelInfo:

• DistanceInfo : este campo está presente cuando la propiedad ReturnDistance de options es true. El campo es una estructura que contiene estos campos.

  • Distance — Si la propiedad NarrowPhase de options se establece en verdadero, este campo contiene la distancia mínima entre la geometría de colisión y la más cercana. vóxel o celda ocupada, representada como un objeto collisionBox . Si NarrowPhase es false, entonces Distance es la distancia mínima entre los AABB de la geometría de colisión y el vóxel más cercano.

    Para geometrías de colisión que no están en colisión, Distance se devuelve como un escalar numérico. Para geometrías de colisión que están en colisión, Distance se devuelve como NaN.

  • WitnessPoints — Puntos testigo entre la geometría de colisión y el vóxel más cercano. Si la geometría de colisión no está en colisión, WitnessPoints se devuelve como una matriz de 3 por 2, donde cada columna representa los puntos testigo en la forma $$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]$$. Si la geometría de colisión está en colisión, WitnessPoints se devuelve como nan(3,2).

• VoxelInfo : este campo está presente cuando la propiedad ReturnVoxels de options es true. El campo es una estructura que contiene estos campos.

  • Location — Centro(s) de los vóxeles en colisión. El formato de este campo depende del valor de la propiedad Exhaustive de options:

    • true — N matriz -por 3, donde N es el número total de vóxeles en colisión. Cada fila es una coordenada en la forma $$\text{[}XYZ\text{]}$$.

    • false — vector fila de tres elementos que contiene el primer vóxel de colisión como una coordenada en la forma $$\text{[}XYZ\text{]}$$, o como un vector vacío si no hay colisión.

  • Size : longitudes de los bordes de los vóxeles en colisión. El formato de este campo depende del valor de la propiedad Exhaustive de options:

    • true — N- vector columna de elementos, donde N es el número total de vóxeles en colisión. La longitud del borde de cada elemento define el tamaño del vóxel centrado en la ubicación correspondiente en Location.

    • false — Longitud del borde del primer vóxel en colisión, devuelta como un escalar numérico si hay una colisión, o como un vector vacío si no hay colisión.

Capacidades ampliadas

Generación de código C/C++

Genere código C y C++ mediante MATLAB® Coder™.

checkMapCollision no admite la generación de código usando la función packNGo (MATLAB Coder) si configura el argumento packType en "flat".

Historial de versiones

Introducido en R2022b

R2023a: Soporte para la generación de código

checkMapCollision ahora admite la generación de código.

Tenga en cuenta que checkMapCollision no admite la generación de código utilizando la función packNGo (MATLAB Coder) si configura el argumento packType en "flat".

Consulte también

occupancyMap3D | occupancyMap3DCollisionOptions