
RRT算法Matlab实现 主函数部分
2023-11-25 13:58:45
晨欣小编
Rapidly Exploring Random Trees (RRT) 是一种用于路径规划的算法,通常用于机器人运动规划。以下是一个简单的 MATLAB 实现 RRT 算法的主函数部分。请注意,这只是一个基本的实现,实际应用中可能需要进行更多的调整和改进。
matlabCopy codefunction main_RRT % 设置起点和终点 start = [0, 0]; goal = [10, 10]; % 设置障碍物 obstacles = [2, 2; 4, 4; 6, 6]; % RRT 参数 max_iter = 1000; step_size = 1.0; % 初始化 RRT 树 tree = struct('node', start, 'parent', []); % 主循环 for iter = 1:max_iter % 随机采样一个点 random_point = rand(1, 2) * 10; % 找到树上最近的节点 nearest_node_index = find_nearest_node(tree, random_point); % 从最近的节点向随机点扩展 new_node = steer(tree(nearest_node_index).node, random_point, step_size); % 检查新节点是否与障碍物发生碰撞 if ~collision_check(new_node, obstacles) % 将新节点添加到树中 tree(end+1).node = new_node; tree(end).parent = nearest_node_index; % 检查是否达到目标点 if norm(new_node - goal) < 1.0 disp('目标已达到!'); break; end end % 可视化 visualize_tree(tree, obstacles, start, goal); end % 可视化最终路径 visualize_path(tree, start, goal); end function nearest_node_index = find_nearest_node(tree, random_point) distances = arrayfun(@(n) norm(n.node - random_point), tree); [~, nearest_node_index] = min(distances); end function new_node = steer(from, to, step_size) direction = to - from; distance = norm(direction); if distance > step_size new_node = from + step_size * direction / distance; else new_node = to; end end function is_collision = collision_check(point, obstacles) is_collision = any(all(bsxfun(@minus, point, obstacles) <= 0, 2)); end function visualize_tree(tree, obstacles, start, goal) figure; hold on; % 绘制障碍物 for i = 1:size(obstacles, 1) rectangle('Position', [obstacles(i, 1)-0.5, obstacles(i, 2)-0.5, 1, 1], 'FaceColor', 'r'); end % 绘制树的边 for i = 2:length(tree) plot([tree(i).node(1), tree(tree(i).parent).node(1)], [tree(i).node(2), tree(tree(i).parent).node(2)], 'b'); end % 绘制起点和终点 plot(start(1), start(2), 'go', 'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2); plot(goal(1), goal(2), 'ro', 'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2); % 调整图形显示范围 xlim([0 12]); ylim([0 12]); hold off; drawnow; end function visualize_path(tree, start, goal) path = reconstruct_path(tree, length(tree)); figure; hold on; % 绘制路径 for i = 2:length(path) plot([tree(path(i)).node(1), tree(tree(path(i)).parent).node(1)], [tree(path(i)).node(2), tree(tree(path(i)).parent).node(2)], 'g', 'LineWidth', 2); end % 绘制起点和终点 plot(start(1), start(2), 'go', 'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2); plot(goal(1), goal(2), 'ro', 'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2); % 调整图形显示范围 xlim([0 12]); ylim([0 12]); hold off; drawnow; end function path = reconstruct_path(tree, end_node_index) path = end_node_index; while ~isempty(tree(path(1)).parent) path = [tree(path(1)).parent, path]; end end
这个 MATLAB 代码包括了 RRT 算法的主要部分,包括初始化树、主循环、节点扩展、碰撞检查、可视化等。请注意,这只是一个基本的实现,可能需要根据具体情况进行调整和改进。