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00028
00029 #ifndef _scanmatcher_h__
00030 #define _scanmatcher_h__
00031
00032 #include <Eigen/Geometry>
00033 #include "../scan/DataPointContainer.h"
00034 #include "../util/UtilFunctions.h"
00035
00036 #include "../util/DrawInterface.h"
00037 #include "../util/HectorDebugInfoInterface.h"
00038
00039 namespace hectorslam{
00040
00041 template<typename ConcreteOccGridMapUtil>
00042 class ScanMatcher
00043 {
00044 public:
00045
00046 ScanMatcher(DrawInterface* drawInterfaceIn = 0, HectorDebugInfoInterface* debugInterfaceIn = 0)
00047 : drawInterface(drawInterfaceIn)
00048 , debugInterface(debugInterfaceIn)
00049 {}
00050
00051 ~ScanMatcher()
00052 {}
00053
00054 Eigen::Vector3f matchData(const Eigen::Vector3f& beginEstimateWorld, ConcreteOccGridMapUtil& gridMapUtil, const DataContainer& dataContainer, Eigen::Matrix3f& covMatrix, int maxIterations)
00055 {
00056 if (drawInterface){
00057 drawInterface->setScale(0.05f);
00058 drawInterface->setColor(0.0f,1.0f, 0.0f);
00059 drawInterface->drawArrow(beginEstimateWorld);
00060
00061 Eigen::Vector3f beginEstimateMap(gridMapUtil.getMapCoordsPose(beginEstimateWorld));
00062
00063 drawScan(beginEstimateMap, gridMapUtil, dataContainer);
00064
00065 drawInterface->setColor(1.0,0.0,0.0);
00066 }
00067
00068 if (dataContainer.getSize() != 0) {
00069
00070 Eigen::Vector3f beginEstimateMap(gridMapUtil.getMapCoordsPose(beginEstimateWorld));
00071
00072 Eigen::Vector3f estimate(beginEstimateMap);
00073
00074 estimateTransformationLogLh(estimate, gridMapUtil, dataContainer);
00075
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00088
00089
00090
00091 int numIter = maxIterations;
00092
00093
00094 for (int i = 0; i < numIter; ++i) {
00095
00096
00097 estimateTransformationLogLh(estimate, gridMapUtil, dataContainer);
00098
00099
00100 if(drawInterface){
00101 float invNumIterf = 1.0f/static_cast<float> (numIter);
00102 drawInterface->setColor(static_cast<float>(i)*invNumIterf,0.0f, 0.0f);
00103 drawInterface->drawArrow(gridMapUtil.getWorldCoordsPose(estimate));
00104
00105 }
00106
00107 if(debugInterface){
00108 debugInterface->addHessianMatrix(H);
00109 }
00110 }
00111
00112 if (drawInterface){
00113 drawInterface->setColor(0.0,0.0,1.0);
00114 drawScan(estimate, gridMapUtil, dataContainer);
00115 }
00116
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00168
00169
00170 estimate[2] = util::normalize_angle(estimate[2]);
00171
00172 covMatrix = Eigen::Matrix3f::Zero();
00173
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00180
00181
00182
00183
00184 covMatrix = H;
00185
00186 return gridMapUtil.getWorldCoordsPose(estimate);
00187 }
00188
00189 return beginEstimateWorld;
00190 }
00191
00192 protected:
00193
00194 bool estimateTransformationLogLh(Eigen::Vector3f& estimate, ConcreteOccGridMapUtil& gridMapUtil, const DataContainer& dataPoints)
00195 {
00196 gridMapUtil.getCompleteHessianDerivs(estimate, dataPoints, H, dTr);
00197
00198
00199
00200
00201 if ((H(0, 0) != 0.0f) && (H(1, 1) != 0.0f)) {
00202
00203
00204
00205 Eigen::Vector3f searchDir (H.inverse() * dTr);
00206
00207
00208
00209 if (searchDir[2] > 0.2f) {
00210 searchDir[2] = 0.2f;
00211 std::cout << "SearchDir angle change too large\n";
00212 } else if (searchDir[2] < -0.2f) {
00213 searchDir[2] = -0.2f;
00214 std::cout << "SearchDir angle change too large\n";
00215 }
00216
00217 updateEstimatedPose(estimate, searchDir);
00218 return true;
00219 }
00220 return false;
00221 }
00222
00223 void updateEstimatedPose(Eigen::Vector3f& estimate, const Eigen::Vector3f& change)
00224 {
00225 estimate += change;
00226 }
00227
00228 void drawScan(const Eigen::Vector3f& pose, const ConcreteOccGridMapUtil& gridMapUtil, const DataContainer& dataContainer)
00229 {
00230 drawInterface->setScale(0.02);
00231
00232 Eigen::Affine2f transform(gridMapUtil.getTransformForState(pose));
00233
00234 int size = dataContainer.getSize();
00235 for (int i = 0; i < size; ++i) {
00236 const Eigen::Vector2f& currPoint (dataContainer.getVecEntry(i));
00237 drawInterface->drawPoint(gridMapUtil.getWorldCoordsPoint(transform * currPoint));
00238 }
00239 }
00240
00241 protected:
00242 Eigen::Vector3f dTr;
00243 Eigen::Matrix3f H;
00244
00245 DrawInterface* drawInterface;
00246 HectorDebugInfoInterface* debugInterface;
00247 };
00248
00249 }
00250
00251
00252 #endif