编写一个路径规划A星算法代码matlab

时间: 2024-05-09 10:15:59 浏览: 115
以下是一个简单的 MATLAB 实现 A*(A-star)算法的示例代码: ```matlab function [path, closed] = AStar(start, goal, map) % A*算法的 MATLAB 实现 % 输入参数: % start:起点的坐标 % goal:终点的坐标 % map:地图,0 表示可以通行,1 表示障碍物 % 返回值: % path:路径,返回一个 n*2 的矩阵,n 表示路径节点数,第一列是 x 坐标,第二列是 y 坐标 % closed:经过的节点,返回一个 m*2 的矩阵,m 表示经过的节点数,第一列是 x 坐标,第二列是 y 坐标 % 初始化起点和终点节点 start_node.x = start(1); start_node.y = start(2); goal_node.x = goal(1); goal_node.y = goal(2); % 初始化 open 和 closed 列表 open = [start_node]; closed = []; % 初始化节点的代价和父节点 for i = 1:size(map,1) for j = 1:size(map,2) node(i,j).f = Inf; node(i,j).g = Inf; node(i,j).h = Inf; node(i,j).parent = []; node(i,j).x = i; node(i,j).y = j; node(i,j).visited = false; node(i,j).obstacle = map(i,j); end end % 设置起点的代价 node(start_node.x, start_node.y).f = 0; node(start_node.x, start_node.y).g = 0; node(start_node.x, start_node.y).h = heuristic(start_node, goal_node); % 开始搜索 while ~isempty(open) % 找到 F 值最小的节点 [min_f, idx] = min([open.f]); current = open(idx); % 如果当前节点是终点,则搜索完成 if current.x == goal_node.x && current.y == goal_node.y path = getPath(current); return; end % 将当前节点从 open 列表中删除,并添加到 closed 列表中 open(idx) = []; closed = [closed; current]; % 扩展当前节点的邻居节点 neighbors = getNeighbors(current, node); for i = 1:length(neighbors) neighbor = neighbors(i); % 如果邻居节点已经在 closed 列表中,则跳过 if neighbor.visited continue; end % 如果邻居节点没有被访问过,则更新其代价和父节点 if ~neighbor.visited neighbor.g = current.g + distance(current, neighbor); neighbor.h = heuristic(neighbor, goal_node); neighbor.f = neighbor.g + neighbor.h; neighbor.parent = current; neighbor.visited = true; open(end+1) = neighbor; end end end % 如果搜索完成后仍未找到终点,则返回空路径 path = []; end % 计算两个节点之间的距离 function dist = distance(node1, node2) dist = sqrt((node1.x - node2.x)^2 + (node1.y - node2.y)^2); end % 计算节点到终点的启发式估价函数 function h = heuristic(node, goal) h = sqrt((node.x - goal.x)^2 + (node.y - goal.y)^2); end % 获取从起点到当前节点的路径 function path = getPath(node) path = [node.x node.y]; while ~isempty(node.parent) node = node.parent; path = [node.x node.y; path]; end end % 获取当前节点的邻居 function neighbors = getNeighbors(node, graph) [x, y] = meshgrid(-1:1,-1:1); x = x + node.x; y = y + node.y; valid = x >= 1 & y >= 1 & x <= size(graph,1) & y <= size(graph,2); x = x(valid); y = y(valid); neighbors = [graph(x + (y-1)*size(graph,1))]; neighbors = neighbors(~[neighbors.obstacle] & ~[neighbors.visited]); end ``` 以上代码中,我们使用了以下几个函数: - `AStar(start, goal, map)`:A* 算法的主函数,输入起点、终点和地图,返回路径和经过的节点。 - `distance(node1, node2)`:计算两个节点之间的距离。 - `heuristic(node, goal)`:计算节点到终点的启发式估价函数。 - `getPath(node)`:获取从起点到当前节点的路径。 - `getNeighbors(node, graph)`:获取当前节点的邻居。
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