路径规划matlab代码

时间: 2024-01-26 15:03:33 浏览: 26
以下是两种基于Matlab的路径规划算法的代码示例: 1. 遗传算法路径规划代码示例: ```matlab % 遗传算法路径规划 function [bestPath, bestFitness] = geneticAlgorithmPathPlanning(map, startPoint, endPoint, populationSize, maxGenerations) % 初始化种群 population = initializePopulation(map, startPoint, endPoint, populationSize); % 进化过程 for generation = 1:maxGenerations % 计算适应度 fitness = calculateFitness(population, map); % 选择父代 parents = selection(population, fitness); % 交叉产生子代 offspring = crossover(parents); % 变异 offspring = mutation(offspring); % 合并父代和子代 population = [parents; offspring]; % 选择下一代种群 population = selection(population, fitness); end % 获取最佳路径和适应度 bestFitness = min(fitness); bestPathIndex = find(fitness == bestFitness, 1); bestPath = population(bestPathIndex, :); end % 初始化种群 function population = initializePopulation(map, startPoint, endPoint, populationSize) % 初始化种群矩阵 population = zeros(populationSize, size(map, 1)); for i = 1:populationSize % 随机生成路径 path = generateRandomPath(map, startPoint, endPoint); % 将路径添加到种群中 population(i, :) = path; end end % 计算适应度 function fitness = calculateFitness(population, map) fitness = zeros(size(population, 1), 1); for i = 1:size(population, 1) % 计算路径长度作为适应度 path = population(i, :); fitness(i) = calculatePathLength(path, map); end end % 选择父代 function parents = selection(population, fitness) % 根据适应度进行轮盘赌选择 totalFitness = sum(fitness); probabilities = fitness / totalFitness; cumulativeProbabilities = cumsum(probabilities); parents = zeros(size(population)); for i = 1:size(population, 1) % 选择父代 r = rand(); parentIndex = find(cumulativeProbabilities >= r, 1); parents(i, :) = population(parentIndex, :); end end % 交叉产生子代 function offspring = crossover(parents) offspring = zeros(size(parents)); for i = 1:size(parents, 1) % 随机选择两个父代 parent1 = parents(randperm(size(parents, 1), 1), :); parent2 = parents(randperm(size(parents, 1), 1), :); % 交叉操作 crossoverPoint = randi([2, size(parents, 2) - 1]); offspring(i, :) = [parent1(1:crossoverPoint), parent2(crossoverPoint+1:end)]; end end % 变异 function offspring = mutation(offspring) mutationRate = 0.01; for i = 1:size(offspring, 1) % 随机选择一个基因进行变异 geneIndex = randi([2, size(offspring, 2) - 1]); % 变异操作 offspring(i, geneIndex) = randi([1, size(offspring, 2)]); end end % 计算路径长度 function length = calculatePathLength(path, map) length = 0; for i = 1:length(path)-1 % 计算两个节点之间的距离 node1 = path(i); node2 = path(i+1); length = length + map(node1, node2); end end % 生成随机路径 function path = generateRandomPath(map, startPoint, endPoint) path = [startPoint]; while path(end) ~= endPoint % 随机选择下一个节点 nextNode = randi([1, size(map, 1)]); % 确保下一个节点不在路径中且与当前节点相连 if ~ismember(nextNode, path) && map(path(end), nextNode) > 0 path = [path, nextNode]; end end end ``` 2. 粒子群算法路径规划代码示例: ```matlab % 粒子群算法路径规划 function [bestPath, bestFitness] = particleSwarmAlgorithmPathPlanning(map, startPoint, endPoint, populationSize, maxGenerations) % 初始化种群 population = initializePopulation(map, startPoint, endPoint, populationSize); % 初始化速度 velocity = initializeVelocity(populationSize, size(map, 1)); % 初始化个体最佳位置和适应度 individualBestPositions = population; individualBestFitnesses = calculateFitness(population, map); % 初始化全局最佳位置和适应度 [globalBestFitness, globalBestIndex] = min(individualBestFitnesses); globalBestPosition = individualBestPositions(globalBestIndex, :); % 进化过程 for generation = 1:maxGenerations % 更新速度和位置 velocity = updateVelocity(velocity, population, individualBestPositions, globalBestPosition); population = updatePosition(population, velocity); % 计算适应度 fitness = calculateFitness(population, map); % 更新个体最佳位置和适应度 for i = 1:size(population, 1) if fitness(i) < individualBestFitnesses(i) individualBestPositions(i, :) = population(i, :); individualBestFitnesses(i) = fitness(i); end end % 更新全局最佳位置和适应度 [currentBestFitness, currentBestIndex] = min(individualBestFitnesses); if currentBestFitness < globalBestFitness globalBestFitness = currentBestFitness; globalBestPosition = individualBestPositions(currentBestIndex, :); end end % 获取最佳路径和适应度 bestFitness = globalBestFitness; bestPath = globalBestPosition; end % 初始化速度 function velocity = initializeVelocity(populationSize, pathLength) velocity = zeros(populationSize, pathLength); end % 更新速度 function velocity = updateVelocity(velocity, population, individualBestPositions, globalBestPosition) inertiaWeight = 0.9; cognitiveWeight = 2; socialWeight = 2; for i = 1:size(population, 1) % 更新速度 velocity(i, :) = inertiaWeight * velocity(i, :) ... + cognitiveWeight * rand() * (individualBestPositions(i, :) - population(i, :)) ... + socialWeight * rand() * (globalBestPosition - population(i, :)); end end % 更新位置 function population = updatePosition(population, velocity) population = population + velocity; end ```

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