matlab基于遗传算法的路径规划的代码

时间: 2023-09-16 10:12:39 浏览: 39
由于路径规划的具体问题和要求不同,因此基于遗传算法的路径规划的代码也会有所不同。以下是一个简单的基于遗传算法的路径规划代码,供参考: % 定义目标点 goal = [10,10]; % 定义起点 start = [0,0]; % 定义障碍物 obstacles = [3,3;4,3;5,3;6,3;7,3;7,4;7,5;7,6;6,6;5,6;4,6;3,6]; % 定义个体数和进化代数 popsize = 20; ngen = 100; % 定义遗传算法参数 crossover_fraction = 0.8; mutation_rate = 0.05; % 初始化种群 pop = zeros(popsize, length(goal)*2); for i=1:popsize pop(i,:) = [rand(1)*10, rand(1)*10, rand(1)*10, rand(1)*10]; end % 进化种群 for i=1:ngen % 计算适应度 fitness = zeros(1, popsize); for j=1:popsize fitness(j) = path_fitness(pop(j,:), start, goal, obstacles); end % 选择操作 [parent1,parent2] = select_parents(pop, fitness); % 交叉操作 offspring = crossover(parent1, parent2, crossover_fraction); % 变异操作 offspring = mutate(offspring, mutation_rate); % 合并父代和子代种群 pop = [pop; offspring]; % 保留适应度最高的个体 [~, idx] = sort(fitness, 'descend'); pop = pop(idx(1:popsize), :); end % 输出最佳路径 best_path = pop(1,:); path = decode_path(best_path, start, goal, obstacles); disp(path); % 适应度函数 function fitness = path_fitness(path, start, goal, obstacles) path = decode_path(path, start, goal, obstacles); fitness = 1/total_distance(path); end % 选择函数 function [parent1, parent2] = select_parents(pop, fitness) [~, idx] = sort(fitness, 'descend'); parent1 = pop(idx(1),:); parent2 = pop(idx(2),:); end % 交叉函数 function offspring = crossover(parent1, parent2, crossover_fraction) crossover_point = round(crossover_fraction*length(parent1)); offspring = [parent1(1:crossover_point), parent2(crossover_point+1:end)]; end % 变异函数 function offspring = mutate(individual, mutation_rate) for i=1:length(individual) if rand(1) < mutation_rate individual(i) = rand(1)*10; end end offspring = individual; end % 解码函数 function path = decode_path(individual, start, goal, obstacles) path = [start]; for i=1:2:length(individual) path(end+1,:) = [individual(i), individual(i+1)]; end path(end+1,:) = goal; path = smooth_path(path, obstacles); end % 平滑路径函数 function smooth_path = smooth_path(path, obstacles) smooth_path = path; while true flag = false; for i=2:size(smooth_path,1)-1 p1 = smooth_path(i-1,:); p2 = smooth_path(i,:); p3 = smooth_path(i+1,:); if is_collision(p1, p3, obstacles) smooth_path(i,:) = (p1+p3)/2; flag = true; end end if ~flag break; end end end % 判断是否碰撞函数 function collision = is_collision(p1, p2, obstacles) collision = false; for i=1:size(obstacles,1) o1 = obstacles(i,:); o2 = obstacles(mod(i,size(obstacles,1))+1,:); if is_intersect(p1,p2,o1,o2) collision = true; break; end end end % 判断两线段是否相交函数 function intersect = is_intersect(p1,p2,p3,p4) intersect = false; if ((p1(1)-p2(1))*(p3(2)-p1(2)) - (p1(2)-p2(2))*(p3(1)-p1(1))) * ((p1(1)-p2(1))*(p4(2)-p1(2)) - (p1(2)-p2(2))*(p4(1)-p1(1))) < 0 && ... ((p3(1)-p4(1))*(p1(2)-p3(2)) - (p3(2)-p4(2))*(p1(1)-p3(1))) * ((p3(1)-p4(1))*(p2(2)-p3(2)) - (p3(2)-p4(2))*(p2(1)-p3(1))) < 0 intersect = true; end end % 计算距离函数 function distance = calculate_distance(p1, p2) distance = sqrt(sum((p1-p2).^2)); end % 计算路径总长度函数 function total_distance = total_distance(path) total_distance = 0; for i=2:size(path,1) total_distance = total_distance + calculate_distance(path(i-1,:), path(i,:)); end end

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