差速车hybirdA*

时间: 2023-12-22 10:05:54 浏览: 44
差速车hybrid A*是一种路径规划算法,它结合了A*算法和差速车模型,用于在二维或三维空间中规划差速车的最优路径。下面是一个演示差速车hybrid A*算法的示例: ```python import math # 定义差速车模型 class DifferentialDriveModel: def __init__(self, length, max_steering_angle): self.length = length self.max_steering_angle = max_steering_angle def move(self, x, y, theta, steering_angle, distance): new_x = x + distance * math.cos(theta) new_y = y + distance * math.sin(theta) new_theta = theta + (distance / self.length) * math.tan(steering_angle) return new_x, new_y, new_theta # 定义节点类 class Node: def __init__(self, x, y, theta, g_cost, h_cost, parent=None): self.x = x self.y = y self.theta = theta self.g_cost = g_cost self.h_cost = h_cost self.parent = parent def f_cost(self): return self.g_cost + self.h_cost # 定义差速车hybrid A*算法 def hybrid_a_star(start, goal, obstacles, map_resolution, car_length, max_steering_angle): # 初始化起点和终点节点 start_node = Node(start[0], start[1], start[2], 0, heuristic(start, goal), None) goal_node = Node(goal[0], goal[1], goal[2], float('inf'), 0, None) # 初始化open和closed列表 open_list = [start_node] closed_list = [] # 初始化差速车模型 car_model = DifferentialDriveModel(car_length, max_steering_angle) while open_list: # 从open列表中选择f_cost最小的节点 current_node = min(open_list, key=lambda node: node.f_cost()) # 如果当前节点是终点节点,则返回路径 if current_node.x == goal_node.x and current_node.y == goal_node.y and current_node.theta == goal_node.theta: return reconstruct_path(current_node) # 将当前节点从open列表中移除,并加入closed列表 open_list.remove(current_node) closed_list.append(current_node) # 生成当前节点的邻居节点 neighbors = generate_neighbors(current_node, car_model, map_resolution) for neighbor in neighbors: # 如果邻居节点已经在closed列表中,则跳过 if neighbor in closed_list: continue # 计算邻居节点的g_cost和h_cost g_cost = current_node.g_cost + distance(current_node, neighbor) h_cost = heuristic(neighbor, goal) # 如果邻居节点不在open列表中,则加入open列表 if neighbor not in open_list: open_list.append(neighbor) # 如果邻居节点已经在open列表中,并且新的g_cost更小,则更新邻居节点的g_cost和parent elif g_cost < neighbor.g_cost: neighbor.g_cost = g_cost neighbor.parent = current_node # 如果open列表为空,则表示无法找到路径 return None # 重构路径 def reconstruct_path(node): path = [] while node: path.append((node.x, node.y, node.theta)) node = node.parent return list(reversed(path)) # 计算两个节点之间的距离 def distance(node1, node2): return math.sqrt((node1.x - node2.x) ** 2 + (node1.y - node2.y) ** 2) # 计算启发式函数(欧几里得距离) def heuristic(node, goal): return math.sqrt((node.x - goal[0]) ** 2 + (node.y - goal[1]) ** 2) # 生成邻居节点 def generate_neighbors(node, car_model, map_resolution): neighbors = [] steering_angles = [-car_model.max_steering_angle, 0, car_model.max_steering_angle] distances = [map_resolution, 2 * map_resolution] for steering_angle in steering_angles: for distance in distances: new_x, new_y, new_theta = car_model.move(node.x, node.y, node.theta, steering_angle, distance) neighbors.append(Node(new_x, new_y, new_theta, float('inf'), float('inf'), None)) return neighbors # 示例使用 start = (0, 0, 0) goal = (5, 5, math.pi / 2) obstacles = [(2, 2), (3, 3), (4, 4)] map_resolution = 1 car_length = 1 max_steering_angle = math.pi / 4 path = hybrid_a_star(start, goal, obstacles, map_resolution, car_length, max_steering_angle) print("Path:", path) ``` 这个示例演示了如何使用差速车hybrid A*算法规划差速车的最优路径。你可以根据自己的需求修改起点、终点、障碍物等参数,并获取到规划的路径。希望对你有帮助!

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