我需要基于A星算法求解多机器人栅格路径规划的python代码

时间: 2023-10-03 19:02:20 浏览: 114
好的,以下是一个简单的基于A星算法的多机器人栅格路径规划Python代码示例: ```python import heapq class Robot: def __init__(self, start, goal): self.start = start self.goal = goal class Grid: def __init__(self, width, height, obstacles, robots): self.width = width self.height = height self.obstacles = obstacles self.robots = robots def is_obstacle(self, x, y): return (x, y) in self.obstacles def is_goal(self, x, y): for robot in self.robots: if robot.goal == (x, y): return True return False def cost(self, x1, y1, x2, y2): return 1 class Node: def __init__(self, x, y, g, h, parent): self.x = x self.y = y self.g = g self.h = h self.parent = parent def f(self): return self.g + self.h def a_star(grid, robots): start_nodes = [Node(robot.start[0], robot.start[1], 0, 0, None) for robot in robots] open_set = [] closed_set = set() for start_node in start_nodes: heapq.heappush(open_set, (start_node.f(), start_node)) while open_set: _, current_node = heapq.heappop(open_set) if all(grid.is_goal(current_node.x, current_node.y) for robot in robots): paths = [] for i, robot in enumerate(robots): path = [] node = current_node while node: path.append((node.x, node.y)) node = node.parent[i] paths.append(path[::-1]) return paths closed_set.add((current_node.x, current_node.y)) for dx, dy in [(0, 1), (0, -1), (1, 0), (-1, 0)]: x = current_node.x + dx y = current_node.y + dy g = current_node.g + grid.cost(current_node.x, current_node.y, x, y) h = sum(manhattan_distance(x, y, robot.goal[0], robot.goal[1]) for robot in robots) node = Node(x, y, g, h, current_node) if x < 0 or x >= grid.width or y < 0 or y >= grid.height \ or grid.is_obstacle(x, y) or (x, y) in closed_set: continue heapq.heappush(open_set, (node.f(), node)) return None def manhattan_distance(x1, y1, x2, y2): return abs(x1 - x2) + abs(y1 - y2) # 示例用法 obstacles = [(1, 2), (2, 2), (3, 2), (4, 2), (5, 2), (6, 2)] robots = [Robot((1, 1), (6, 5)), Robot((1, 3), (6, 1))] grid = Grid(7, 6, obstacles, robots) paths = a_star(grid, robots) print(paths) ``` 其中,`Robot` 类表示一个机器人,包含起点和终点坐标;`Grid` 类表示栅格地图,包含宽度、高度、障碍物坐标和机器人列表;`Node` 类表示 A* 算法中的节点,包含坐标、从起点到该点的代价、估价函数值和父节点。`a_star` 函数使用 A* 算法求解多机器人栅格路径规划问题,返回每个机器人的路径。`manhattan_distance` 函数计算两点之间的曼哈顿距离。在示例中,定义了一个 7x6 的栅格地图,其中包含了一些障碍物和两个机器人,调用 `a_star` 函数求解路径并输出结果。
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