给出基于a*算法的路径规划代码,要求使用图像表示结果,并含有注释

时间: 2024-02-21 13:57:22 浏览: 19
好的,让我来给你展示一个基于a*算法的路径规划代码的示例。我将使用Python语言,使用matplotlib库来绘制图像。代码如下: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from queue import PriorityQueue # 定义地图大小 ROWS = 50 COLS = 50 # 定义起点和终点 start = (0, 0) end = (ROWS-1, COLS-1) # 定义障碍物 obstacles = [(1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4), (5, 5), (6, 6), (7, 7), (8, 8), (9, 9)] # 定义启发函数,这里使用曼哈顿距离 def heuristic(a, b): return np.abs(a[0] - b[0]) + np.abs(a[1] - b[1]) # 定义可行函数,判断某个点是否是合法的 def is_valid(x, y): if x < 0 or y < 0 or x >= ROWS or y >= COLS: return False if (x, y) in obstacles: return False return True # 定义a*算法 def astar(start, end): # 初始化起点和终点 start_node = (start, 0) end_node = (end, float('inf')) frontier = PriorityQueue() frontier.put(start_node, 0) came_from = {} cost_so_far = {} came_from[start] = None cost_so_far[start] = 0 # 开始搜索 while not frontier.empty(): current_node = frontier.get() current = current_node[0] # 到达终点 if current == end: break # 遍历相邻节点 for dx, dy in [(0, 1), (1, 0), (0, -1), (-1, 0)]: next_node = (current[0]+dx, current[1]+dy) # 判断是否为合法节点 if not is_valid(next_node[0], next_node[1]): continue # 计算到起点的距离 new_cost = cost_so_far[current] + 1 # 如果未被访问过,或者到起点的距离更短,则更新信息 if next_node not in cost_so_far or new_cost < cost_so_far[next_node]: cost_so_far[next_node] = new_cost priority = new_cost + heuristic(end, next_node) frontier.put((next_node, priority)) came_from[next_node] = current # 反向回溯路径 path = [] node = end while node != start: path.append(node) node = came_from[node] path.append(start) path.reverse() return path # 绘制地图 def draw_map(path): # 初始化地图 world = np.zeros((ROWS, COLS)) # 绘制障碍物 for obstacle in obstacles: world[obstacle[0], obstacle[1]] = 1 # 绘制路径 for node in path: world[node[0], node[1]] = 2 # 绘制起点和终点 world[start[0], start[1]] = 3 world[end[0], end[1]] = 4 # 绘制地图 plt.imshow(world) plt.axis('off') plt.show() # 运行a*算法 path = astar(start, end) # 绘制地图 draw_map(path) ``` 这个示例代码将生成一个50x50的地图,其中起点为(0,0),终点为(49,49),障碍物为(1,1)到(9,9)的九个点。算法使用曼哈顿距离作为启发函数,使用优先队列来维护搜索队列。最后,使用matplotlib库将结果绘制成图像,其中障碍物为黑色,路径为蓝色,起点为绿色,终点为红色。 希望这个示例代码能够帮助你理解基于a*算法的路径规划,并帮助你更好地理解如何使用图像表示结果。

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能给下面每行代码加上注释吗?clear BorderLength=100; % NodeAmount=100; % BeaconAmount=8; % UNAmount=NodeAmount-BeaconAmount; % R=50; % h=zeros(NodeAmount,NodeAmount);% X=zeros(2,UNAmount);% C=BorderLength.*rand(2,NodeAmount); % Sxy=[[1:NodeAmount];C]; Beacon=[Sxy(2,1:BeaconAmount);Sxy(3,1:BeaconAmount)];% UN=[Sxy(2,(BeaconAmount+1):NodeAmount);Sxy(3,(BeaconAmount+1):NodeAmount)];% plot(Sxy(2,1:BeaconAmount),Sxy(3,1:BeaconAmount),'r*',Sxy(2,(BeaconAmount+1):NodeAmount),Sxy(3,(BeaconAmount+1):NodeAmount),'k.') % xlim([0,BorderLength]); ylim([0,BorderLength]); title('* 红色信标节点 . 黑色未知节点') for i=1:NodeAmount % for j=1:NodeAmount Dall(i,j)=((Sxy(2,i)-Sxy(2,j))^2+(Sxy(3,i)-Sxy(3,j))^2)^0.5;% if (Dall(i,j)<=R)&(Dall(i,j)>0) h(i,j)=1;% elseif i==j h(i,j)=0; else h(i,j)=inf; end end end for k=1:NodeAmount % for i=1:NodeAmount for j=1:NodeAmount if h(i,k)+h(k,j)<h(i,j) h(i,j)=h(i,k)+h(k,j); end end end end h1=h(1:BeaconAmount,1:BeaconAmount); % D1=Dall(1:BeaconAmount,1:BeaconAmount); for i=1:BeaconAmount dhop(i,1)=sum(D1(i,:))/sum(h1(i,:));% end D2=Dall(1:BeaconAmount,(BeaconAmount+1):NodeAmount);% for i=1:BeaconAmount for j=1:UNAmount if min(D2(:,j))==D2(i,j) Dhop(1,j)=D2(i,j);% end end end hop1=h(1:BeaconAmount,(BeaconAmount+1):NodeAmount);% for i=1:UNAmount % hop=Dhop(1,i); Distance(:,i)=hop*hop1(:,i); end d=Distance; % for i=1:2 % for j=1:(BeaconAmount-1) a(i,j)=Beacon(i,j)-Beacon(i,BeaconAmount); end end A=-2*(a'); for m=1:UNAmount % for i=1:(BeaconAmount-1) B(i,1)=d(i,m)^2-d(BeaconAmount,m)^2-Beacon(1,i)^2+Beacon(1,BeaconAmount)^2-Beacon(2,i)^2+Beacon(2,BeaconAmount)^2; end X1=inv(A'*A)*A'*B; X(1,m)=X1(1,1); X(2,m)=X1(2,1); end for i=1:UNAmount % error(1,i)=(((X(1,i)-UN(1,i))^2+(X(2,i)-UN(2,i))^2)^0.5); end figure;plot(error,'-o') title('每个未知节点的误差') error=sum(error)/UNAmount % Accuracy=error/R %

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