dubins轨迹matlab代码

时间: 2023-07-09 09:29:50 浏览: 135
RAR

dubins 曲线,适用于无人车、无人机航迹规划Matlab代码.rar

以下是Dubins路径的MATLAB代码示例: ```matlab function [q1,q2,r] = dubins(qi,qf,R) % Dubins path planner % % Inputs: % qi - initial configuration (3x1): [x; y; theta] % qf - final configuration (3x1): [x; y; theta] % R - minimum turning radius % % Outputs: % q1 - intermediate configuration (3x1): [x; y; theta] % q2 - final configuration (3x1): [x; y; theta] % r - radius of curvature of the Dubins path segments % % Reference: Dubins, L. E. (1957). On curves of minimal length with a % constraint on average curvature, and with prescribed % initial and terminal positions and tangents. % American Journal of Mathematics, 79(3), 497-516. % % Author: Moses C. Nah % Date: 16 March 2020 % Modified: 18 March 2020 % Extract positions and heading angles x1 = qi(1); y1 = qi(2); th1 = qi(3); x2 = qf(1); y2 = qf(2); th2 = qf(3); % Compute distance and angle between configurations d = sqrt((x2-x1)^2 + (y2-y1)^2); dx = x2-x1; dy = y2-y1; if d > 0 phi = wrapTo2Pi(atan2(dy,dx)); else phi = 0; end % Compute the three Dubins path segments s1 = [cos(th1) sin(th1) 0; -sin(th1) cos(th1) 0; 0 0 1]*[cos(phi); sin(phi); 0]*R; if (d > 2*R) alpha = wrapTo2Pi(atan2(dy,dx) - atan2(2*R,d)); s2 = [cos(alpha) sin(alpha) 0; -sin(alpha) cos(alpha) 0; 0 0 1]*[2*R; 0; 0]; beta = wrapTo2Pi(th2 - atan2(dy,dx) - atan2(2*R,d)); s3 = [cos(beta) sin(beta) 0; -sin(beta) cos(beta) 0; 0 0 1]*[cos(phi+pi); sin(phi+pi); 0]*R; else alpha = 0; s2 = [d-R; 0; 0]; beta = wrapTo2Pi(th2 - th1 - atan2(dy,dx)); s3 = [cos(beta) sin(beta) 0; -sin(beta) cos(beta) 0; 0 0 1]*[cos(phi+pi); sin(phi+pi); 0]*R; end % Compute the total Dubins path length L = norm(s1) + norm(s2) + norm(s3); % Compute the intermediate and final configurations q1 = [x1; y1; th1] + s1; q2 = [x2; y2; th2] - s3; % Compute the radii of curvature r = [1/R; 0; -1/R]; % Display the Dubins path figure(1); clf; hold on; axis equal; plot(x1,y1,'bo','MarkerSize',8,'LineWidth',1.5); text(x1,y1,' q_{init}'); plot(x2,y2,'go','MarkerSize',8,'LineWidth',1.5); text(x2,y2,' q_{goal}'); plot(q1(1),q1(2),'rx','MarkerSize',10,'LineWidth',1.5); text(q1(1),q1(2),'q_1'); plot(q2(1),q2(2),'rx','MarkerSize',10,'LineWidth',1.5); text(q2(1),q2(2),'q_2'); [x,y] = plotDubins(qi,qf,R); plot(x,y,'r-','LineWidth',2); xlabel('x'); ylabel('y'); title(['Dubins path: L = ' num2str(L)]); end function [x,y] = plotDubins(qi,qf,R) % Plot the Dubins path % % Inputs: % qi - initial configuration (3x1): [x; y; theta] % qf - final configuration (3x1): [x; y; theta] % R - minimum turning radius % % Outputs: % x - x-coordinates of Dubins path % y - y-coordinates of Dubins path % Compute positions and headings of the three Dubins path segments x1 = qi(1); y1 = qi(2); th1 = qi(3); x2 = qf(1); y2 = qf(2); th2 = qf(3); d = sqrt((x2-x1)^2 + (y2-y1)^2); dx = x2-x1; dy = y2-y1; if d > 0 phi = wrapTo2Pi(atan2(dy,dx)); else phi = 0; end s1 = [cos(th1) sin(th1) 0; -sin(th1) cos(th1) 0; 0 0 1]*[cos(phi); sin(phi); 0]*R; if (d > 2*R) alpha = wrapTo2Pi(atan2(dy,dx) - atan2(2*R,d)); s2 = [cos(alpha) sin(alpha) 0; -sin(alpha) cos(alpha) 0; 0 0 1]*[2*R; 0; 0]; beta = wrapTo2Pi(th2 - atan2(dy,dx) - atan2(2*R,d)); s3 = [cos(beta) sin(beta) 0; -sin(beta) cos(beta) 0; 0 0 1]*[cos(phi+pi); sin(phi+pi); 0]*R; else alpha = 0; s2 = [d-R; 0; 0]; beta = wrapTo2Pi(th2 - th1 - atan2(dy,dx)); s3 = [cos(beta) sin(beta) 0; -sin(beta) cos(beta) 0; 0 0 1]*[cos(phi+pi); sin(phi+pi); 0]*R; end % Compute the Dubins path coordinates c1 = [0; R]; c2 = s1(1:2) + [R*cos(alpha); R*sin(alpha)]; c3 = s1(1:2) + s2(1:2) + [R*cos(alpha+beta); R*sin(alpha+beta)]; if (d > 2*R) x = [c1(1) -R*sin(alpha):R*sin(alpha)/10:c2(1) ... c2(1) -R*sin(alpha+beta):R*sin(alpha+beta)/10:c3(1) ... c3(1) R*sin(beta):-R*sin(beta)/10:-R*sin(beta)]; y = [c1(2) R*cos(alpha):-R*cos(alpha)/10:c2(2) ... c2(2) R*cos(alpha+beta):-R*cos(alpha+beta)/10:c3(2) ... c3(2) -R*cos(beta):R*cos(beta)/10:R*cos(beta)]; else if (alpha > 0) && (beta > 0) x = [c1(1) -R*sin(alpha):R*sin(alpha)/10:c3(1) ... c3(1) R*sin(beta):-R*sin(beta)/10:-R*sin(beta)]; y = [c1(2) R*cos(alpha):-R*cos(alpha)/10:c3(2) ... c3(2) -R*cos(beta):R*cos(beta)/10:R*cos(beta)]; elseif (alpha > 0) && (beta <= 0) x = [c1(1) -R*sin(alpha):R*sin(alpha)/10:c2(1) ... c2(1) R*sin(beta):R*sin(beta)/10:-c3(1) ... -c3(1) R*sin(alpha):R*sin(alpha)/10:R*sin(alpha)]; y = [c1(2) R*cos(alpha):-R*cos(alpha)/10:c2(2) ... c2(2) R*cos(beta):R*cos(beta)/10:c3(2) ... c3(2) R*cos(alpha):-R*cos(alpha)/10:R*cos(alpha)]; elseif (alpha <= 0) && (beta > 0) x = [c1(1) R*sin(alpha):R*sin(alpha)/10:-c2(1) ... -c2(1) R*sin(beta):-R*sin(beta)/10:c3(1) ... c3(1) R*sin(alpha):-R*sin(alpha)/10:R*sin(alpha)]; y = [c1(2) R*cos(alpha):-R*cos(alpha)/10:-c2(2) ... -c2(2) R*cos(beta):-R*cos(beta)/10:c3(2) ... c3(2) R*cos(alpha):-R*cos(alpha)/10:R*cos(alpha)]; else x = [c1(1) R*sin(alpha):-R*sin(alpha)/10:R*sin(alpha) ... R*sin(beta):-R*sin(beta)/10:-R*sin(beta) ... -R*sin(alpha):R*sin(alpha)/10:-R*sin(alpha)]; y = [c1(2) R*cos(alpha):-R*cos(alpha)/10:R*cos(alpha) ... R*cos(beta):-R*cos(beta)/10:R*cos(beta) ... R*cos(alpha):-R*cos(alpha)/10:-R*cos(alpha)]; end end % Transform the Dubins path coordinates p = [x; y; zeros(size(x))]; R1 = [cos(th1) sin(th1) 0; -sin(th1) cos(th1) 0; 0 0 1]; R2 = [cos(phi+pi) sin(phi+pi) 0; -sin(phi+pi) cos(phi+pi) 0; 0 0 1]; R3 = [cos(th2) sin(th2) 0; -sin(th2) cos(th2) 0; 0 0 1]; p = R3*R2*R1*p + [x1; y1; th1]*ones(1,size(p,2)); % Plot the Dubins path x = p(1,:); y = p(2,:); end ``` 此代码实现了Dubins路径规划算法,输入初始和目标配置,以及最小转弯半径,然后计算Dubins路径和中间路点。此外,还可以绘制Dubins路径。 需要注意的是,此代码示例仅适用于2D平面,如果需要在3D空间中使用Dubins路径规划,请使用不同的代码实现。
阅读全文

相关推荐

pdf
内容概要:本文从环境保护的角度出发,探讨了因环境问题导致流离失所的人(Environmental Displaced Persons,简称EDPs)的国际迁移问题。针对这一日益严峻的社会问题,提出了规划(Planning),政策制定(Policy),以及政策应用(Application)三大部分的内容。具体而言,在计划部分引入了PEWS与EWS状态定义,并构建了一个两层多目标规划模型用于优化EDPs的安置地选择。文中还建立了环境适应性指数、文化保护价值等评价体系,用以评估接收国对环境迁移民的文化接纳度与生活适宜度;在政策措施上,则涵盖了经济、社会、文化和环保四个方面,包括劳动力参与市场培训、增加公共福利支出、降低入籍的语言门槛、为EDPs提供近似原居住地区的居住条件以及提高接收国的碳排放标准。最后通过案例研究(马尔代夫居民迁往印度、澳大利亚和斯里兰卡的情况),验证了模型的有效性和可操作性。 适用人群:环境科学家、气候变化专家、政府机构工作人员、政策制定者及学术研究人员 使用场景及目标:为联合国和其他国际机构制定环境难民搬迁政策时提供理论支持和技术指导;促进全球环境保护意识的提升,减少气候危机带来的负面影响;为环境脆弱国家和受自然灾害影响的人群寻求有效的庇护措施,同时保持文化遗产的安全转移。 其他说明:该论文强调了跨学科合作的重要性,并提出了一些创新性的指标量化手段来应对复杂且快速变化的国际形势。

最新推荐

recommend-type

RNN实现的matlab代码

"RNN实现的Matlab代码解析" RNN实现的Matlab代码解析 RNN简介 Recurrent Neural Network(RNN)是一种特殊类型的神经网络,能够处理序列数据,例如时间序列数据、自然语言处理等。RNN的核心是循环神经网络的结构...
recommend-type

数字图像处理MATLAB代码

数字图像处理MATLAB代码 本资源为基于MATLAB的数字图像处理代码,包含了多种图像处理方式的MATLAB代码,包括对数变换、直方图、伽马校正等。 1. 数字图像处理基础 数字图像处理是指对数字图像进行处理和分析,以...
recommend-type

公交线路查询问题及matlab代码实现

"公交线路查询问题及MATLAB代码实现" 公交线路查询问题是指在公交线路网中,从起始站s1到终到站s2之间,寻找最佳线路的问题。该问题可以通过设计一个查询算法来解决,算法的核心是线路选择问题,需要找出所有的可行...
recommend-type

数字图像处理第二版MatLab代码大全.docx

数字图像处理第二版MatLab代码大全.docx 本文档提供了数字图像处理的MatLab代码大全,涵盖了图像获取、图像变换、傅里叶变换、离散余弦变换、Radon变换等方面的知识点。 图像获取是数字图像处理的基础,文档中提供...
recommend-type

微信小程序-HotApp云笔记.zip

微信小程序--HotApp云笔记HotApp云笔记, 是基于HotApp小程序统计云后台提供的api接口开发的一个微信小程序2016-01-23 更新日志1 重构统计代码hotapp.js, 用户不需要写任何代码就可以使用统计功能, 使用起来更方便2016-01-03 更新日志1 添加 添加错误日志上传 错误日志地址:https://weixin.hotapp.cn/analysis/errorlog2 添加 添加用户反馈功能 用户反馈地址:https://weixin.hotapp.cn/analysis/feedback3 添加 添加分享功能 可以把每个页面分享到好友和微信群截图 功能离线保存笔记云端数据同步, 更换了设备也可以找到以前的笔记接入了好推二维码提供的数据统计工具, 可以到平台上查看用户分析、留存分析、事件分析
recommend-type

Python中快速友好的MessagePack序列化库msgspec

资源摘要信息:"msgspec是一个针对Python语言的高效且用户友好的MessagePack序列化库。MessagePack是一种快速的二进制序列化格式,它旨在将结构化数据序列化成二进制格式,这样可以比JSON等文本格式更快且更小。msgspec库充分利用了Python的类型提示(type hints),它支持直接从Python类定义中生成序列化和反序列化的模式。对于开发者来说,这意味着使用msgspec时,可以减少手动编码序列化逻辑的工作量,同时保持代码的清晰和易于维护。 msgspec支持Python 3.8及以上版本,能够处理Python原生类型(如int、float、str和bool)以及更复杂的数据结构,如字典、列表、元组和用户定义的类。它还能处理可选字段和默认值,这在很多场景中都非常有用,尤其是当消息格式可能会随着时间发生变化时。 在msgspec中,开发者可以通过定义类来描述数据结构,并通过类继承自`msgspec.Struct`来实现。这样,类的属性就可以直接映射到消息的字段。在序列化时,对象会被转换为MessagePack格式的字节序列;在反序列化时,字节序列可以被转换回原始对象。除了基本的序列化和反序列化,msgspec还支持运行时消息验证,即可以在反序列化时检查消息是否符合预定义的模式。 msgspec的另一个重要特性是它能够处理空集合。例如,上面的例子中`User`类有一个名为`groups`的属性,它的默认值是一个空列表。这种能力意味着开发者不需要为集合中的每个字段编写额外的逻辑,以处理集合为空的情况。 msgspec的使用非常简单直观。例如,创建一个`User`对象并序列化它的代码片段显示了如何定义一个用户类,实例化该类,并将实例序列化为MessagePack格式。这种简洁性是msgspec库的一个主要优势,它减少了代码的复杂性,同时提供了高性能的序列化能力。 msgspec的设计哲学强调了性能和易用性的平衡。它利用了Python的类型提示来简化模式定义和验证的复杂性,同时提供了优化的内部实现来确保快速的序列化和反序列化过程。这种设计使得msgspec非常适合于那些需要高效、类型安全的消息处理的场景,比如网络通信、数据存储以及服务之间的轻量级消息传递。 总的来说,msgspec为Python开发者提供了一个强大的工具集,用于处理高性能的序列化和反序列化任务,特别是当涉及到复杂的对象和结构时。通过利用类型提示和用户定义的模式,msgspec能够简化代码并提高开发效率,同时通过运行时验证确保了数据的正确性。"
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

STM32 HAL库函数手册精读:最佳实践与案例分析

![STM32 HAL库函数手册精读:最佳实践与案例分析](https://khuenguyencreator.com/wp-content/uploads/2020/07/bai11.jpg) 参考资源链接:[STM32CubeMX与STM32HAL库开发者指南](https://wenku.csdn.net/doc/6401ab9dcce7214c316e8df8?spm=1055.2635.3001.10343) # 1. STM32与HAL库概述 ## 1.1 STM32与HAL库的初识 STM32是一系列广泛使用的ARM Cortex-M微控制器,以其高性能、低功耗、丰富的外设接
recommend-type

如何利用FineReport提供的预览模式来优化报表设计,并确保最终用户获得最佳的交互体验?

针对FineReport预览模式的应用,这本《2020 FCRA报表工程师考试题库与答案详解》详细解读了不同预览模式的使用方法和场景,对于优化报表设计尤为关键。首先,设计报表时,建议利用FineReport的分页预览模式来检查报表的布局和排版是否准确,因为分页预览可以模拟报表在打印时的页面效果。其次,通过填报预览模式,可以帮助开发者验证用户交互和数据收集的准确性,这对于填报类型报表尤为重要。数据分析预览模式则适合于数据可视化报表,可以在这个模式下调整数据展示效果和交互设计,确保数据的易读性和分析的准确性。表单预览模式则更多关注于表单的逻辑和用户体验,可以用于检查表单的流程是否合理,以及数据录入
recommend-type

大学生社团管理系统设计与实现

资源摘要信息:"基于ssm+vue的大学生社团管理系统.zip" 该系统是基于Java语言开发的,使用了ssm框架和vue前端框架,主要面向大学生社团进行管理和运营,具备了丰富的功能和良好的用户体验。 首先,ssm框架是Spring、SpringMVC和MyBatis三个框架的整合,其中Spring是一个全面的企业级框架,可以处理企业的业务逻辑,实现对象的依赖注入和事务管理。SpringMVC是基于Servlet API的MVC框架,可以分离视图和模型,简化Web开发。MyBatis是一个支持定制化SQL、存储过程以及高级映射的持久层框架。 SpringBoot是一种全新的构建和部署应用程序的方式,通过使用SpringBoot,可以简化Spring应用的初始搭建以及开发过程。它使用了特定的方式来进行配置,从而使开发人员不再需要定义样板化的配置。 Vue.js是一个用于创建用户界面的渐进式JavaScript框架,它的核心库只关注视图层,易于上手,同时它的生态系统也十分丰富,提供了大量的工具和库。 系统主要功能包括社团信息管理、社团活动管理、社团成员管理、社团财务管理等。社团信息管理可以查看和编辑社团的基本信息,如社团名称、社团简介等;社团活动管理可以查看和编辑社团的活动信息,如活动时间、活动地点等;社团成员管理可以查看和编辑社团成员的信息,如成员姓名、成员角色等;社团财务管理可以查看和编辑社团的财务信息,如收入、支出等。 此外,该系统还可以通过微信小程序进行访问,微信小程序是一种不需要下载安装即可使用的应用,它实现了应用“触手可及”的梦想,用户扫一扫或者搜一下即可打开应用。同时,它也实现了应用“用完即走”的理念,用户不用关心是否安装太多应用的问题。应用将无处不在,随时可用,但又无需安装卸载。 总的来说,基于ssm+vue的大学生社团管理系统是一款功能丰富、操作简便、使用方便的社团管理工具,非常适合大学生社团的日常管理和运营。