Tare_planner 学习教程(二)
这一教程主要介绍该算法中比较重要的几个模块的知识，主要是由grid模块引入的几个重要的内容。在三维空间的体素网格地图的表示中，grid是一个3D网格的最小单元，所有的空间位置都需要表示成一系列的grid的组合。同样障碍物信息和三维的显示都也需要用到三维空间网格的表示。所以本教程主要讲述grid的基础功能和用其表示的地图信息。
1. Class Grid的介绍
Class Grid是一个用来表示是体素网格特征的基础类，其内容的成员函数较为容易，但是为了方便后续的开发，代码引入了大量的重构函数和模板函数，可能对大家的阅读源码造成了很大的困难。
1.1 class grid 的私有变量
int dimension_; // 表示体素网格的维度，默认为三维，dimension_ = 3; int cell_number_; // 表示当前体素网格的个数 Eigen::Vector3d origin_; // 表示当前体素网格的起点 Eigen::Vector3i size_; // 表示当前体素网格x，y，z的大小 Eigen::Vector3d resolution_; // 表示当前体素网格x，y，z的分辨率 Eigen::Vector3d resolution_inv_; // 表示当前体素网格x，y，z的分辨率的倒数，相当于一个1m体素网格的数量 std::vector<_T> cells_; // 每个体素网格的内容 std::vector<Eigen::Vector3i> subs_; // 每个体素网格的序号 讯享网
1.2 Grid的构造函数
讯享网Grid(const Eigen::Vector3i& size, _T init_value, const Eigen::Vector3d& origin= Eigen::Vector3D(0,0,0), const Eigen::Vector3d& resolution = Eigen::Vector3d(1,1,1), int dimension = 3){
}
上述构造函数中，初始化了grid的size、origin、resolution和dimension，然后求解了每个维度信息上的resolution_inv、cell_number_,初始化了cells_和subs_。
1.3 Grid的一些基本成员函数介绍
| 函数名称 | 函数说明 |
|---|---|
| GetCellNumber() | 返回当前体素网格的数量 |
| GetSize() | 返回当前体素网格x，y，z的大小 |
| GetOrigin() | 返回当前体素网格的起点位置 |
| SetOrigin() | 设置当前体素网格的起点位置 |
| SetResolution() | 设置当前体素网格的分辨率 |
| GetResolution() | 返回当前体素网格的分辨率 |
| GetResolution_inv() | 返回当前体素网格的分辨率的倒数 |
1.4 Grid的一些重构成员函数
| 函数名称 | 函数说明 |
|---|---|
| InRange() | 返回输入的参数是否在当前的体素网格内 |
| Ind2Sub() | 将体素网格的序号转换为体素网格中的位置编号 |
| Sub2Ind() | 将体素网格的位置编号转换为体素网格的序号 |
| Sub2Pos() | 根据体素网格的位置编号转换为体素网格的位置 |
| Ind2Pos() | 根据体素网格的序号转换为体素网格的位置 |
| Pos2Ind() | 根据体素网格的位置返回体素网格的序号 |
| Pos2Sub() | 根据体素网格的位置返回体素网格的位置编号 |
1.5 Grid关于cell操作的成员函数
| 函数名称 | 函数说明 |
|---|---|
| GetCell() | 返回体素网格内的一个最小单元 |
| GetCellValue() | 返回体素网格内的一个最小单元的值 |
| SetCellValue() | 设置体素网格内的一个最小单元 |
tips：
其实GetCell()和GetCellValue()返回的值一样，但是GetCell()返回的是引用，可以用来修改Cell的值
1.6 关于Ind2Sub的函数解析
由于是三维体素网格，x，y，z方向上有固定的size，所以先用ind / (size.x() * size.y())得到z轴的位置，然后用ind减去(size.z() * size.x() * size.y())后得到平面的x和y的大小，然后除以size.y()得到y轴的坐标，最后除以size.x()取余数得到x轴的坐标。
2.Class RollingGrid的介绍
RollingGrid类主要处理Grid的翻滚，主要是由于机器人位置和雷达的坐标系不统一带入的该问题，所以这部分主要是完成坐标系的统一。
2.1 Class RollingGrid的私有变量
Eigen::Vector3i size_; // 体素网格的大小 std::unique_ptr<grid_ns::Grid<int>> grid0_; // 体素网格0 std::unique_ptr<grid_ns::Grid<int>> grid1_; // 体素网格1 std::vector<int> updated_indices_; // 更新指数 std::vector<int> array_ind_to_ind_; // 指数的变换 bool which_grid_; // 使用哪个体素网格的标志 2.2 RollingGrid的构造函数
讯享网RollingGrid(const Eigen::Vector3i& size);
RollingGrid的构造函数主要是初始化了array_ind_to_ind_、grid0_、grid1_、size_等变量
2.3 RollingGrid的基本成员函数
| 函数名称 | 函数说明 |
|---|---|
| InRange() | 返回当前编号是不是在体素网格内 |
| Ind2Sub() | 将体素网格的序号转换为体素网格中的位置编号 |
| Sub2Ind() | 将体素网格的位置编号转换为体素网格的序号 |
| GetArrayInd() | 返回grid的sub的值 |
| GetInd() | 返回array_ind_to_ind_的值 |
2.4 RollingGrid的主要成员函数
| 函数名称 | 函数说明 |
|---|---|
| Roll() | 完成grid的内向翻转和array_ind_to_ind_的填充 |
| GetUpdatedIndices() | 更新了Indices的值，主要是记录翻滚之后的grid哪些ind发生了变化 |
| GetRolledOutIndices() | 对于grid进行了外向翻滚，外向翻过是以翻滚线和终点为轴，向右手侧进行翻滚 |
| GetUpdatedArrayIndices() | 更新了array_indices的值 |
| GetFromIdx() | 返回翻滚后的相应位置的Indices的值 |
| RollHelper() | 帮助进行翻滚轴的判断 |
| GetRolledInIndices() | 对于grid进行了内向翻滚，外向翻过是以翻滚线和终点为轴，向左手侧进行翻滚 |
| GetRolledOutIndices() | 没有相应的定义(暂时不清楚具体的) |
| GetIndices() | 返回了翻滚后Indices的值 |
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