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navGraph

Créer un objet navGraph

Depuis R2023a

Description

L'objet navGraph est une structure de données graphique pour Navigation Toolbox™ qui aide les planificateurs basés sur la recherche.

L'objet navGraph vous permet de créer un graphique et d'effectuer des calculs dessus. L'objet navGraph prend en charge des fonctionnalités fréquemment utilisées par les algorithmes de recherche de graphiques. Vous pouvez facilement implémenter Dijkstra, A* ou des variantes en utilisant navGraph.

Dans la théorie des graphes, les états représentent des nœuds et les liens représentent des arêtes. Les états et les liens sont représentés par leur index de ligne correspondant dans le tableau. Le navGraph est un graphe orienté qui prend actuellement en charge les noms uniques, sans auto-boucles dans les arêtes.

Création

Syntaxe

graph = navGraph(states,links)

graph = navGraph(___,Name=Value)

graph = navGraph(digraph)

graph = navGraph(stateTable,linkTable)

graph = navGraph(___,Name=Value)

Description

graph = navGraph(states,links) crée un objet navGraph avec des nœuds spécifiés comme une matrice d'états et des arêtes spécifiées comme une matrice de liens (ou nœuds d'extrémité). Les entrées states et links définissent respectivement les valeurs des propriétés States et Links .

graph = navGraph(___,Name=Value) spécifie des paramètres supplémentaires en utilisant les arguments nom-valeur Name et Weight en plus de l'argument de la syntaxe précédente.

graph = navGraph(digraph) crée un objet navGraph à partir des données présentes dans l'objet digraph spécifié.

graph = navGraph(stateTable,linkTable) crée un objet navGraph avec la table d'état et la table de liens spécifiées, qui contiennent les métadonnées du graphique. Les entrées stateTable et linkTable définissent respectivement la valeur des propriétés States et Links .

graph = navGraph(___,Name=Value) spécifie des paramètres supplémentaires en utilisant l'argument nom-valeur LinkWeightFcn en plus des arguments des syntaxes précédentes.

Arguments en entrée

states — Vecteurs d'état

matrice

Vecteurs d'état, spécifiés sous forme de matrice dans laquelle chaque ligne représente un vecteur d'état.

Exemple : [9 10 0.42; 10 10 0.92; 7 10 0.65]

Types de données : double

links — Vecteurs de liens

matrice

Vecteurs de lien, spécifiés sous la forme d'une matrice dans laquelle chaque ligne représente une paire d'ID d'état sous la forme d'un vecteur de ligne à deux éléments d'entiers positifs.

Exemple : [6 1; 7 7; 6 6]

Types de données : double

digraph — Graphique dirigé

Objet digraph

Graphique orienté, spécifié comme objet digraph . La première colonne doit être StateVector dans la table des nœuds d'objet digraph .

stateTable — Table d'état des nœuds du graphique

tableau

Table d'état des nœuds du graphique, spécifiée sous forme de table avec des lignes contenant des variables décrivant les nœuds (états) du graphique. La première colonne doit être StateVector, qui représente les vecteurs d'état de l'environnement. Vous pouvez éventuellement inclure d'autres colonnes de métadonnées, telles qu'une colonne Name représentant les noms des états.

Exemple : table([9 10 0.42; 10 10 0.92; 7 10 0.65],VariableNames={'StateVector'})

Types de données : table

linkTable — Table de liaison des arêtes du graphique

tableau

Table de liens des arêtes du graphique, spécifiée sous forme de tableau avec des lignes contenant des variables décrivant les arêtes (liens) du graphique. La première colonne doit être EndStates, qui représente les états de connexion. Vous pouvez éventuellement inclure d'autres colonnes de métadonnées, telles qu'une colonne Weight représentant les coûts de traversée des liens.

Exemple : table([6 1; 7 7; 6 6],VariableNames={'EndStates'})

Types de données : table

Arguments nom-valeur

Spécifiez des paires d'arguments facultatives sous la forme Name1=Value1,...,NameN=ValueN, où Name est le nom de l'argument et Value est la valeur correspondante. Les arguments nom-valeur doivent apparaître après les autres arguments, mais l'ordre des paires n'a pas d'importance.

Exemple : LinkWeightFcn=@nav.algs.distanceManhattan

Name — Noms d'État

vecteur de colonne de caractères | vecteur de colonne de chaînes | cell array de caractères

Noms d’état, spécifiés sous la forme d’un vecteur colonne de caractères, d’un vecteur colonne de chaînes ou cell array de caractères. Le nombre de lignes doit être égal au nombre d'états et la valeur de chaque ligne doit être unique.

Exemple : Name=['A'; 'B'; 'C']

Exemple : Name=["A"; "B"; "C"]

Exemple : Name={'A'; 'B'; 'C'}

Types de données : char | string | cell

Weight — Poids des liens

vecteur de colonne numérique

Pondérations de lien, spécifiées sous forme de vecteur de colonne numérique. Le nombre de lignes doit être égal au nombre de liens.

Exemple : Weight=[2.22; 24.41; 42.76]

Types de données : single | double

LinkWeightFcn — Fonction de pondération des liens

@nav.algs.distanceEuclidean (par défaut) | @nav.algs.distanceManhattan | @nav.algs.distanceEuclideanSquared | poignée de fonction

Fonction de pondération des liens, spécifiée comme descripteur de fonction qui calcule les pondérations des liens en l'absence de l'argument Weight . L'argument LinkWeightFcn définit la valeur de la propriété LinkWeightFcn .

Le handle de fonction doit être de l’un des types suivants :

1. COST = @(STATE1,STATE2)fcn, où STATE1 et STATE2 sont des vecteurs d'état.

2. COST = @(STATEID1,STATEID2,GRAPHOBJ)fcn, où STATEID1 et STATEID2 sont des indices d'état.

STATE1 et STATEID1 peuvent avoir une seule ligne ou N lignes, tandis que STATE2 et STATEID2 doit avoir des lignes N .

Remarque

Pour de meilleures performances, vectorisez la poignée de fonction.

Exemple : LinkWeightFcn=@nav.algs.distanceManhattan

Types de données : function_handle

Propriétés

States — Table d'état des nœuds du graphique

tableau

Ce propriété est en lecture seule.

Table d'état des nœuds du graphique, spécifiée sous forme de table avec des lignes contenant des variables décrivant les nœuds (états) du graphique. La première colonne doit être StateVector, qui représente les vecteurs d'état de l'environnement. Vous pouvez éventuellement inclure d'autres colonnes de métadonnées, telles qu'une colonne Name représentant les noms des états.

Types de données : table

Links — Table de liaison des arêtes du graphique

tableau

Ce propriété est en lecture seule.

Table de liens des arêtes du graphique, spécifiée sous forme de tableau avec des lignes contenant des variables décrivant les arêtes (liens) du graphique. La première colonne doit être EndStates, qui représente les états de connexion. Vous pouvez éventuellement inclure d'autres colonnes de métadonnées, telles qu'une colonne Weight représentant les coûts de traversée des liens.

Types de données : table

LinkWeightFcn — Fonction de poids de lien

@nav.algs.distanceEuclidean (par défaut) | @nav.algs.distanceManhattan | @nav.algs.distanceEuclideanSquared | poignée de fonction

Fonction de poids de lien, spécifiée comme descripteur de fonction qui calcule le coût de traversée du lien.

Le handle de fonction doit être de l’un des types suivants :

1. COST = @(STATE1,STATE2)fcn, où STATE1 et STATE2 sont des vecteurs d'état.

2. COST = @(STATEID1,STATEID2,GRAPHOBJ)fcn, où STATEID1 et STATEID2 sont des indices d'état.

STATE1 et STATEID1 peuvent avoir une seule ligne ou N lignes, tandis que STATE2 et STATEID2 doit avoir des lignes N .

Remarque

Pour de meilleures performances, vectorisez la poignée de fonction.

Exemple : graph.LinkWeightFcn=@nav.algs.distanceManhattan

Types de données : function_handle

Fonctions d'objet

findlink	Trouver les identifiants des liens
findstate	Trouver les identifiants des états
index2state	Trouver des vecteurs d'état d'indices d'état
state2index	Rechercher des indices pour les vecteurs d'état interrogés
successors	Trouver des indices d'état et des coûts successifs
show	Représentation graphique du tracé
copy	Créer une copie complète de l'objet navGraph

Exemples

Créer un objet navGraph avec des tables d'état et de liaison

Chargez les données pour les états et les liens.

load navGraphData.mat

Créez des tables d'état et de liens.

stateTable = table(data.states,data.names,data.numLanes, ...
    VariableNames=["StateVector","Name","Lanes"]);
linkTable = table(data.links,data.linkWt,data.curvature, ...
    VariableNames=["EndStates","Weight","Curvature"]);

Créez un objet navGraph à partir des tables d'état et de liens.

graphObj = navGraph(stateTable,linkTable);

Créez une copie complète de l'objet navGraph .

graph2 = copy(graphObj)

graph2 = 
  navGraph with properties:

           States: [8x3 table]
            Links: [7x3 table]
    LinkWeightFcn: @nav.algs.distanceEuclidean

Visualisez l'objet navGraph .

show(graphObj)

Recherchez les ID de lien de deux paires d’états. La fonction renvoie l'ID de lien pour la paire d'états ["G","A"]. Cependant, il renvoie 0 comme ID de lien pour la paire d'états ["C","D"] car le lien n'existe pas dans l'objet navGraph .

linkIDS = findlink(navGraphObj,["G","A"; "C","D"])

linkIDS = 2×1

     5
     0

Capacités étendues

Génération de code C/C++

Générez du code C et C++ avec MATLAB® Coder™.

Notes d'utilisation et limitations :

• Pour utiliser LinkWeightFcn dans le workflow de génération de code, cette propriété doit être définie sur un handle de fonction lors de la création de l'objet.

• DynamicMemoryAllocation="off" n’est pas pris en charge.

Historique des versions

Introduit dans R2023a

Voir aussi

Objets

• plannerAStar | digraph

Fonctions

• findlink | findstate | index2state | state2index | successors | show | copy