MATLAB上在简单栅格地图中的Theta*算法代码

时间: 2024-06-12 17:04:01 浏览: 101
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基于Astar算法的栅格地图避障路线规划matlab仿真+代码仿真操作视频

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以下是MATLAB上的Theta*算法代码实现: ```matlab function [path, closed] = theta_star(start, goal, map) %start:起点坐标 %goal:终点坐标 %map:地图数据,0表示可行,1表示障碍物 %初始化路径和封闭集合 path = []; closed = zeros(size(map)); %定义节点类 classdef Node properties x; y; g; h; f; parent; obstacle; end methods function obj = Node(x, y, g, h, parent, obstacle) obj.x = x; obj.y = y; obj.g = g; obj.h = h; obj.f = obj.g + obj.h; obj.parent = parent; obj.obstacle = obstacle; end end end %启发式函数 function h = heuristic(node1, node2) h = sqrt((node1.x - node2.x)^2 + (node1.y - node2.y)^2); end %计算代价 function g = cost(node1, node2) if abs(node1.x - node2.x) == 1 && abs(node1.y - node2.y) == 1 g = sqrt(2); else g = 1; end end %创建起点和终点节点 start_node = Node(start(1), start(2), 0, heuristic(start, goal), [], false); goal_node = Node(goal(1), goal(2), 0, 0, [], false); %将起点加入开放集合 open = []; open = [open, start_node]; %循环直到开放集合为空 while ~isempty(open) %找到f值最小的节点 [~, index] = min([open.f]); curr_node = open(index); %将当前节点从开放集合中删除,并加入封闭集合 open(index) = []; closed(curr_node.x, curr_node.y) = 1; %如果当前节点是终点,则构造路径 if curr_node.x == goal_node.x && curr_node.y == goal_node.y path = [goal_node.x, goal_node.y]; node = curr_node; while ~isempty(node.parent) path = [node.parent.x, node.parent.y; path]; node = node.parent; end return end %遍历当前节点的邻居节点 for i = curr_node.x-1:curr_node.x+1 for j = curr_node.y-1:curr_node.y+1 %如果越界或者是当前节点,则跳过 if i < 1 || j < 1 || i > size(map, 1) || j > size(map, 2) || (i == curr_node.x && j == curr_node.y) continue; end %如果是障碍物,则标记为障碍物节点 if map(i, j) == 1 n = Node(i, j, Inf, Inf, [], true); %否则创建节点 else n = Node(i, j, Inf, heuristic([i, j], goal), [], false); end %如果该节点已在封闭集合中,则跳过 if closed(i, j) == 1 continue; end %计算节点的g值 if abs(i - curr_node.x) == 1 && abs(j - curr_node.y) == 1 tentative_g = curr_node.g + sqrt(2)*cost(curr_node, n); else tentative_g = curr_node.g + cost(curr_node, n); end %如果该节点已在开放集合中且g值更小,则更新节点的g值和父节点 index = find([open.x] == n.x & [open.y] == n.y); if ~isempty(index) && tentative_g < open(index).g open(index).g = tentative_g; open(index).f = open(index).g + open(index).h; open(index).parent = curr_node; %否则将该节点加入开放集合 elseif isempty(index) n.g = tentative_g; n.f = n.g + n.h; n.parent = curr_node; open = [open, n]; end %如果该节点在终点和当前节点之间,并且不是障碍物,则检查是否可以直接连接 if ~n.obstacle && (abs(i - goal_node.x) + abs(j - goal_node.y) == 1) dx = i - curr_node.x; dy = j - curr_node.y; if map(curr_node.x+dx, curr_node.y+dy) == 0 && map(i-dx, j-dy) == 0 g = curr_node.g + cost(curr_node, n) + cost(n, goal_node); if g < goal_node.g goal_node.g = g; goal_node.parent = curr_node; end end end end end end end ``` 该代码实现了Theta*算法,其中使用了节点类来存储节点的属性。算法的核心是启发式函数和代价函数的设计,以及对节点的处理和更新。算法的输出为路径和封闭集合。
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