用python写一段多条船舶合作博弈实现协同避碰的代码,并绘图
时间: 2024-06-10 11:05:23 浏览: 16
好的,以下是Python编写的多条船舶合作博弈实现协同避碰的代码,并绘图:
```
import random
import matplotlib.pyplot as plt
# 初始化变量
n = 5 # 船只数量
x = [random.uniform(0, 10) for i in range(n)] # 船只位置坐标
y = [random.uniform(0, 10) for i in range(n)]
dx = [random.uniform(-1, 1) for i in range(n)] # 航向向量
dy = [random.uniform(-1, 1) for i in range(n)]
collision = False # 是否发生碰撞
# 画出初始位置
plt.scatter(x, y)
plt.xlim(0, 10)
plt.ylim(0, 10)
plt.show()
# 开始模拟
for i in range(100):
for j in range(n):
# 计算航向修正量
dlx, dly = 0, 0
for k in range(n):
if k != j:
relx = x[k] - x[j]
rely = y[k] - y[j]
d = (relx ** 2 + rely ** 2) ** 0.5
if d < 1: # 距离小于1,认为发生碰撞
collision = True
break
else:
dlx += (dy[j] * relx - dx[j] * rely) / d ** 2
dly += (-dx[j] * relx - dy[j] * rely) / d ** 2
if collision:
print("第%d步发生碰撞!" % i)
break
# 更新位置和航向
x[j] += dx[j]
y[j] += dy[j]
dx[j] += dlx
dy[j] += dly
# 边界处理
if x[j] < 0:
x[j] = 0
dx[j] *= -1
elif x[j] > 10:
x[j] = 10
dx[j] *= -1
if y[j] < 0:
y[j] = 0
dy[j] *= -1
elif y[j] > 10:
y[j] = 10
dy[j] *= -1
if collision:
break
# 画出最终位置
plt.scatter(x, y)
plt.xlim(0, 10)
plt.ylim(0, 10)
plt.show()
```
代码思路:
1. 首先初始化变量,包括船只数量、位置坐标、航向向量和是否碰撞等。
2. 在画出初始位置的基础上,开始模拟多步,每步中每条船根据周围船只的位置修正航向。
3. 根据航向向量更新位置,并判断是否发生碰撞。如果发生碰撞,跳出循环。
4. 画出最终位置。
运行代码后,可以看到程序首先画出了船只的初始位置,然后进行模拟,每步计算航向修正量,更新位置和航向,并检查是否发生碰撞。最后画出了最终的位置。
【注意】:这里只是提供一个简单的多条船舶合作博弈实现协同避碰的代码思路,具体情况还需要根据实际应用场景进行修改和完善。