粒子群算法路径规划gazebo代码

时间: 2023-09-15 16:17:51 浏览: 62
粒子群算法(Particle Swarm Optimization, PSO)是一种基于群体智能的优化算法,常用于路径规划问题。在Gazebo中,可以使用ROS(Robot Operating System)来实现路径规划。 以下是一个使用PSO算法实现路径规划的Gazebo示例代码: ```python #!/usr/bin/env python import rospy import numpy as np import random import math from geometry_msgs.msg import Twist from nav_msgs.msg import Odometry class Particle: def __init__(self): self.position = np.array([random.uniform(-5, 5), random.uniform(-5, 5)]) self.velocity = np.array([random.uniform(-1, 1), random.uniform(-1, 1)]) self.best_position = self.position self.best_fitness = float('inf') def update_velocity(self, global_best_position, w, c1, c2): r1 = np.random.rand() r2 = np.random.rand() cognitive = c1 * r1 * (self.best_position - self.position) social = c2 * r2 * (global_best_position - self.position) self.velocity = w * self.velocity + cognitive + social def update_position(self): self.position = self.position + self.velocity def evaluate_fitness(self, goal): error = math.sqrt((self.position[0] - goal[0])**2 + (self.position[1] - goal[1])**2) fitness = error if fitness < self.best_fitness: self.best_fitness = fitness self.best_position = self.position return fitness class PSO: def __init__(self): self.goal = np.array([5, 5]) self.particles = [Particle() for _ in range(10)] self.global_best_position = np.array([random.uniform(-5, 5), random.uniform(-5, 5)]) self.global_best_fitness = float('inf') self.vel_msg = Twist() self.cmd_vel_pub = rospy.Publisher('cmd_vel', Twist, queue_size=10) self.odom_sub = rospy.Subscriber('odom', Odometry, self.get_odom) def get_odom(self, odom): x = odom.pose.pose.position.x y = odom.pose.pose.position.y position = np.array([x, y]) fitness = self.evaluate_global_best(position) self.update_particles(fitness) self.update_velocity() def evaluate_global_best(self, position): fitness = math.sqrt((position[0] - self.goal[0])**2 + (position[1] - self.goal[1])**2) if fitness < self.global_best_fitness: self.global_best_fitness = fitness self.global_best_position = position return fitness def update_particles(self, fitness): for particle in self.particles: particle.evaluate_fitness(self.goal) if particle.best_fitness < fitness: fitness = particle.best_fitness self.global_best_position = particle.best_position def update_velocity(self): w = 0.5 c1 = 0.5 c2 = 0.5 for particle in self.particles: particle.update_velocity(self.global_best_position, w, c1, c2) particle.update_position() self.move() def move(self): self.vel_msg.linear.x = 0.5 self.vel_msg.angular.z = 0.0 self.cmd_vel_pub.publish(self.vel_msg) if __name__ == '__main__': rospy.init_node('pso_path_planning') pso = PSO() rospy.spin() ``` 在这个示例代码中,我们定义了一个粒子类(Particle)和一个PSO类(PSO)。每个粒子都有一个位置(position)和速度(velocity),并维护着自己的最佳位置(best_position)和适应度(best_fitness)。在PSO类中,我们创建了一组粒子,并维护了全局最佳位置(global_best_position)和适应度(global_best_fitness)。在ROS节点初始化后,我们在回调函数中获取机器人当前位置,并使用PSO算法更新粒子的位置和速度。最后,我们发布机器人运动的速度控制命令。 请注意,这只是一个示例代码,您需要根据您的具体情况进行修改和调整。

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