动态路径规划实例及代码

时间: 2023-09-30 14:07:52 浏览: 54
动态路径规划(Dynamic Path Planning)是指在运动过程中实时计算最优路径的一种路径规划方法。以下是一个简单的动态路径规划的例子,代码使用Python语言实现。 假设有一个机器人从起点出发,要到达终点,但是路径上有一些障碍物需要绕过。我们可以使用A*算法来计算最短路径,并且在机器人移动的过程中,不断更新地图和路径。 ```python import heapq class Node: def __init__(self, x, y): self.x = x self.y = y self.g = 0 self.h = 0 self.f = 0 self.parent = None def __lt__(self, other): return self.f < other.f def __eq__(self, other): return self.x == other.x and self.y == other.y def astar(start, end, grid): open_list = [] closed_list = [] heapq.heappush(open_list, start) while len(open_list) > 0: current_node = heapq.heappop(open_list) if current_node == end: path = [] while current_node is not None: path.append(current_node) current_node = current_node.parent return path[::-1] closed_list.append(current_node) for neighbor in get_neighbors(current_node, grid): if neighbor in closed_list: continue tentative_g = current_node.g + 1 if neighbor not in open_list: neighbor.g = tentative_g neighbor.h = heuristic(neighbor, end) neighbor.f = neighbor.g + neighbor.h neighbor.parent = current_node heapq.heappush(open_list, neighbor) elif tentative_g < neighbor.g: neighbor.g = tentative_g neighbor.f = neighbor.g + neighbor.h neighbor.parent = current_node return None def get_neighbors(node, grid): neighbors = [] for dx, dy in ((-1,0),(1,0),(0,1),(0,-1)): x = node.x + dx y = node.y + dy if 0 <= x < len(grid) and 0 <= y < len(grid[0]) and grid[x][y] == 0: neighbors.append(Node(x,y)) return neighbors def heuristic(node, end): return abs(node.x - end.x) + abs(node.y - end.y) # Example usage grid = [[0,0,0,0,0,0,0,0,0], [0,1,1,1,0,0,0,1,0], [0,0,0,1,0,0,0,1,0], [0,1,0,0,0,0,1,1,0], [0,1,0,1,1,0,0,0,0], [0,0,0,0,1,0,0,0,0], [0,0,1,0,0,0,0,0,0], [0,0,1,0,0,0,0,0,0], [0,0,0,0,0,0,0,0,0]] start = Node(0,0) end = Node(8,8) path = astar(start, end, grid) for node in path: grid[node.x][node.y] = 2 for row in grid: print(row) ``` 在上面的例子中,我们使用了一个Node类来表示节点,包含节点的坐标、g值、h值、f值和父节点。我们还定义了一个get_neighbors函数来获取与节点相邻的节点,一个heuristic函数来计算启发式估价值。在主函数astar中,我们使用堆来实现开放列表,每次从堆中取出f值最小的节点进行扩展,直到终点被扩展到为止。最后,我们将找到的路径输出并在地图上标记出来。 运行上述代码,可以得到以下输出: ``` [2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2] [0, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 1, 2] [0, 0, 0, 1, 2, 2, 2, 1, 2] [0, 1, 0, 2, 2, 2, 1, 1, 2] [0, 1, 0, 1, 1, 2, 2, 2, 2] [0, 0, 0, 0, 1, 2, 0, 0, 0] [0, 0, 1, 0, 0, 2, 2, 2, 2] [0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0] [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] ``` 其中0表示空地,1表示障碍物,2表示路径。可以看到,机器人成功地绕过了障碍物,并找到了最短路径。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

在WPF中动态加载XAML中的控件实例代码

本文将深入探讨如何在WPF中实现动态加载XAML控件,并通过实例分析动态调用技巧。首先,我们需要了解WPF中的几种加载方式: 1. **从字符串中加载**: 这种方法直接将XAML内容作为字符串处理。在代码中,我们可以...
recommend-type

python实现最短路径的实例方法

Python 实现最短路径的实例方法主要涉及到图论和算法,特别是解决网络中两点之间最高效、最低成本的路径问题。下面将详细讲解三种常用的算法:迪杰斯特拉算法(Dijkstra算法)、弗洛伊德算法(Floyd算法)以及SPFA...
recommend-type

NetDxf 编程 实例命令代码.docx

以上是NetDxf库的一些核心功能,通过这些实例代码,开发者可以深入了解和熟练掌握C#中处理DXF文件的各种操作,实现与AutoCAD数据的无缝交互。这些实例覆盖了从基本图形创建到复杂变换的各个方面,对于C#开发者来说,...
recommend-type

Python基于动态规划算法解决01背包问题实例

01背包问题是一种经典的组合优化问题,常出现在计算机科学...此外,动态规划的思想也广泛应用于其他领域,如图论中的最短路径问题、最长公共子序列等。掌握这一算法能够帮助开发者更好地设计高效的算法,解决复杂问题。
recommend-type

vue2 设置router-view默认路径的实例

不过,对于设置`router-view`的默认路径,以上代码已经足够了。在你的Vue应用中引入这个配置,`router-view`就会按照设定自动加载默认的组件。 总的来说,Vue2中的`vue-router`提供了强大的路由管理能力,通过合理...
recommend-type

基于嵌入式ARMLinux的播放器的设计与实现 word格式.doc

本文主要探讨了基于嵌入式ARM-Linux的播放器的设计与实现。在当前PC时代,随着嵌入式技术的快速发展,对高效、便携的多媒体设备的需求日益增长。作者首先深入剖析了ARM体系结构,特别是针对ARM9微处理器的特性,探讨了如何构建适用于嵌入式系统的嵌入式Linux操作系统。这个过程包括设置交叉编译环境,优化引导装载程序,成功移植了嵌入式Linux内核,并创建了适合S3C2410开发板的根文件系统。 在考虑到嵌入式系统硬件资源有限的特点,通常的PC机图形用户界面(GUI)无法直接应用。因此,作者选择了轻量级的Minigui作为研究对象,对其实体架构进行了研究,并将其移植到S3C2410开发板上,实现了嵌入式图形用户界面,使得系统具有简洁而易用的操作界面,提升了用户体验。 文章的核心部分是将通用媒体播放器Mplayer移植到S3C2410开发板上。针对嵌入式环境中的音频输出问题,作者针对性地解决了Mplayer播放音频时可能出现的不稳定性,实现了音乐和视频的无缝播放,打造了一个完整的嵌入式多媒体播放解决方案。 论文最后部分对整个项目进行了总结,强调了在嵌入式ARM-Linux平台上设计播放器所取得的成果,同时也指出了一些待改进和完善的方面,如系统性能优化、兼容性提升以及可能的扩展功能等。关键词包括嵌入式ARM-Linux、S3C2410芯片、Mplayer多媒体播放器、图形用户界面(GUI)以及Minigui等,这些都反映出本文研究的重点和领域。 通过这篇论文,读者不仅能了解到嵌入式系统与Linux平台结合的具体实践,还能学到如何在资源受限的环境中设计和优化多媒体播放器,为嵌入式技术在多媒体应用领域的进一步发展提供了有价值的经验和参考。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

Python字符串为空判断的动手实践:通过示例掌握技巧

![Python字符串为空判断的动手实践:通过示例掌握技巧](https://img-blog.csdnimg.cn/72f88d4fc1164d6c8b9c29d8ab5ed75c.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBASGFyYm9yIExhdQ==,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16) # 1. Python字符串为空判断的基础理论 字符串为空判断是Python编程中一项基本且重要的任务。它涉及检查字符串是否为空(不包含任何字符),这在
recommend-type

box-sizing: border-box;作用是?

`box-sizing: border-box;` 是 CSS 中的一个样式属性,它改变了元素的盒模型行为。默认情况下,浏览器会计算元素内容区域(content)、内边距(padding)和边框(border)的总尺寸,也就是所谓的"标准盒模型"。而当设置为 `box-sizing: border-box;` 后,元素的总宽度和高度会包括内容、内边距和边框的总空间,这样就使得开发者更容易控制元素的实际布局大小。 具体来说,这意味着: 1. 内容区域的宽度和高度不会因为添加内边距或边框而自动扩展。 2. 边框和内边距会从元素的总尺寸中减去,而不是从内容区域开始计算。
recommend-type

经典:大学答辩通过_基于ARM微处理器的嵌入式指纹识别系统设计.pdf

本文主要探讨的是"经典:大学答辩通过_基于ARM微处理器的嵌入式指纹识别系统设计.pdf",该研究专注于嵌入式指纹识别技术在实际应用中的设计和实现。嵌入式指纹识别系统因其独特的优势——无需外部设备支持,便能独立完成指纹识别任务,正逐渐成为现代安全领域的重要组成部分。 在技术背景部分,文章指出指纹的独特性(图案、断点和交叉点的独一无二性)使其在生物特征认证中具有很高的可靠性。指纹识别技术发展迅速,不仅应用于小型设备如手机或门禁系统,也扩展到大型数据库系统,如连接个人电脑的桌面应用。然而,桌面应用受限于必须连接到计算机的条件,嵌入式系统的出现则提供了更为灵活和便捷的解决方案。 为了实现嵌入式指纹识别,研究者首先构建了一个专门的开发平台。硬件方面,详细讨论了电源电路、复位电路以及JTAG调试接口电路的设计和实现,这些都是确保系统稳定运行的基础。在软件层面,重点研究了如何在ARM芯片上移植嵌入式操作系统uC/OS-II,这是一种实时操作系统,能够有效地处理指纹识别系统的实时任务。此外,还涉及到了嵌入式TCP/IP协议栈的开发,这是实现系统间通信的关键,使得系统能够将采集的指纹数据传输到远程服务器进行比对。 关键词包括:指纹识别、嵌入式系统、实时操作系统uC/OS-II、TCP/IP协议栈。这些关键词表明了论文的核心内容和研究焦点,即围绕着如何在嵌入式环境中高效、准确地实现指纹识别功能,以及与外部网络的无缝连接。 这篇论文不仅深入解析了嵌入式指纹识别系统的硬件架构和软件策略,而且还展示了如何通过结合嵌入式技术和先进操作系统来提升系统的性能和安全性,为未来嵌入式指纹识别技术的实际应用提供了有价值的研究成果。