基于真实环境(经纬度和高度以及约束条件)下的无人机航路规划A星算法Python实现

时间: 2023-05-31 09:05:39 浏览: 140
以下是基于真实环境下的无人机航路规划A星算法的Python实现代码: ```python import math import heapq # 定义节点类 class Node: def __init__(self, x, y, z): self.x = x self.y = y self.z = z self.g = 0 self.h = 0 self.f = 0 self.parent = None def __eq__(self, other): return self.x == other.x and self.y == other.y and self.z == other.z def __lt__(self, other): return self.f < other.f def __repr__(self): return f"({self.x}, {self.y}, {self.z})" # 定义A星算法 def astar(start, goal, obstacles, resolution, max_altitude): # 计算两点之间距离 def distance(n1, n2): dx = n1.x - n2.x dy = n1.y - n2.y dz = n1.z - n2.z return math.sqrt(dx ** 2 + dy ** 2 + dz ** 2) # 判断节点是否在障碍物内 def in_obstacle(node, obstacles): for obstacle in obstacles: if obstacle[0] <= node.x <= obstacle[3] and \ obstacle[1] <= node.y <= obstacle[4] and \ obstacle[2] <= node.z <= obstacle[5]: return True return False # 判断节点是否越界 def out_of_bounds(node, min_bound, max_bound): if node.x < min_bound[0] or node.y < min_bound[1] or node.z < min_bound[2] or \ node.x > max_bound[0] or node.y > max_bound[1] or node.z > max_altitude: return True return False # 找到邻居节点 def get_neighbors(node, obstacles, resolution): neighbors = [] for dx in [-1, 0, 1]: for dy in [-1, 0, 1]: for dz in [-1, 0, 1]: if dx == 0 and dy == 0 and dz == 0: continue x = node.x + dx * resolution y = node.y + dy * resolution z = node.z + dz * resolution neighbor = Node(x, y, z) if in_obstacle(neighbor, obstacles) or out_of_bounds(neighbor, min_bound, max_bound): continue neighbors.append(neighbor) return neighbors # 计算启发函数 def heuristic(node, goal): dx = abs(node.x - goal.x) dy = abs(node.y - goal.y) dz = abs(node.z - goal.z) return math.sqrt(dx ** 2 + dy ** 2 + dz ** 2) # 初始化起点和终点 start_node = Node(start[0], start[1], start[2]) goal_node = Node(goal[0], goal[1], goal[2]) # 设置搜索范围 min_bound = (min(start[0], goal[0]), min(start[1], goal[1]), 0) max_bound = (max(start[0], goal[0]), max(start[1], goal[1]), max_altitude) # 初始化open列表和closed列表 open_list = [] closed_list = [] # 将起点加入open列表 heapq.heappush(open_list, start_node) # 开始搜索 while len(open_list) > 0: # 取出open列表中f值最小的节点 current_node = heapq.heappop(open_list) # 判断是否到达终点 if current_node == goal_node: path = [] while current_node is not None: path.append(current_node) current_node = current_node.parent return path[::-1] # 将当前节点加入closed列表 closed_list.append(current_node) # 找到邻居节点并更新g、h、f值 for neighbor in get_neighbors(current_node, obstacles, resolution): if neighbor in closed_list: continue tentative_g = current_node.g + distance(current_node, neighbor) if neighbor not in open_list: neighbor.h = heuristic(neighbor, goal_node) open_list.append(neighbor) elif tentative_g >= neighbor.g: continue neighbor.parent = current_node neighbor.g = tentative_g neighbor.f = neighbor.g + neighbor.h # 如果open列表为空,说明无法到达终点 return None # 测试代码 start = (0, 0, 0) goal = (100, 100, 50) obstacles = [(20, 30, 10, 40, 70, 30), (60, 50, 20, 80, 80, 40)] resolution = 1 max_altitude = 50 path = astar(start, goal, obstacles, resolution, max_altitude) if path: print("路径:") for node in path: print(node) else: print("无法到达终点!") ``` 注:以上代码仅作为参考,实际应用中需要根据具体情况进行修改和优化。
阅读全文

相关推荐

最新推荐

recommend-type

利用python和百度地图API实现数据地图标注的方法

在本教程中,我们将探讨如何使用Python编程语言和百度地图API来实现数据地图标注。首先,我们需要理解Python在处理地理信息时的角色,以及百度地图API的功能。百度地图API提供了丰富的地图服务,包括地理位置编码...
recommend-type

Python 利用高德地图api实现经纬度与地址的批量转换

在Python编程中,有时我们需要处理地理位置信息,例如将经纬度转换为对应的街道地址,或者相反的过程。高德地图提供了一组API,使得开发者能够方便地实现这些功能。本篇文章将详细介绍如何利用Python和高德地图API...
recommend-type

bupt python选项期末程设,基于经纬度绘制人口分布,前后端分离 ,sanic aiohttp

在这个Python项目中,学生需要构建一个前后端分离的应用,用于基于经纬度绘制全球人口分布。后端使用Sanic框架,而前端则利用Matplotlib库来展示数据。以下是这个项目涉及的关键知识点: 1. **Sanic**:Sanic是一个...
recommend-type

Python中如何利用经纬度进行距离计算

在Python中,计算基于经纬度的两点间距离通常涉及到地理坐标系统的转换以及球面距离的计算。以下是对几种常用方法的详细解释: 1. **坐标转换与平面距离计算**: 地球是一个近似的球体,因此经纬度是球面坐标系统...
recommend-type

Java编程实现轨迹压缩之Douglas-Peucker算法详细代码

Java编程实现轨迹压缩之Douglas-Peucker算法详细代码 本资源摘要信息提供了Java编程实现轨迹压缩之Douglas-Peucker算法的详细代码,包括问题描述、数据预处理、Douglas-Peucker轨迹压缩算法、点到直线的距离、平均...
recommend-type

S7-PDIAG工具使用教程及技术资料下载指南

资源摘要信息:"s7upaadk_S7-PDIAG帮助" s7upaadk_S7-PDIAG帮助是针对西门子S7系列PLC(可编程逻辑控制器)进行诊断和维护的专业工具。S7-PDIAG是西门子提供的诊断软件包,能够帮助工程师和技术人员有效地检测和解决S7 PLC系统中出现的问题。它提供了一系列的诊断功能,包括但不限于错误诊断、性能分析、系统状态监控以及远程访问等。 S7-PDIAG软件广泛应用于自动化领域中,尤其在工业控制系统中扮演着重要角色。它支持多种型号的S7系列PLC,如S7-1200、S7-1500等,并且与TIA Portal(Totally Integrated Automation Portal)等自动化集成开发环境协同工作,提高了工程师的开发效率和系统维护的便捷性。 该压缩包文件包含两个关键文件,一个是“快速接线模块.pdf”,该文件可能提供了关于如何快速连接S7-PDIAG诊断工具的指导,例如如何正确配置硬件接线以及进行快速诊断测试的步骤。另一个文件是“s7upaadk_S7-PDIAG帮助.chm”,这是一个已编译的HTML帮助文件,它包含了详细的操作说明、故障排除指南、软件更新信息以及技术支持资源等。 了解S7-PDIAG及其相关工具的使用,对于任何负责西门子自动化系统维护的专业人士都是至关重要的。使用这款工具,工程师可以迅速定位问题所在,从而减少系统停机时间,确保生产的连续性和效率。 在实际操作中,S7-PDIAG工具能够与西门子的S7系列PLC进行通讯,通过读取和分析设备的诊断缓冲区信息,提供实时的系统性能参数。用户可以通过它监控PLC的运行状态,分析程序的执行流程,甚至远程访问PLC进行维护和升级。 另外,该帮助文件可能还提供了与其他产品的技术资料下载链接,这意味着用户可以通过S7-PDIAG获得一系列扩展支持。例如,用户可能需要下载与S7-PDIAG配套的软件更新或补丁,或者是需要更多高级功能的第三方工具。这些资源的下载能够进一步提升工程师解决复杂问题的能力。 在实践中,熟练掌握S7-PDIAG的使用技巧是提升西门子PLC系统维护效率的关键。这要求工程师不仅要有扎实的理论基础,还需要通过实践不断积累经验。此外,了解与S7-PDIAG相关的软件和硬件产品的技术文档,对确保自动化系统的稳定运行同样不可或缺。通过这些技术资料的学习,工程师能够更加深入地理解S7-PDIAG的高级功能,以及如何将这些功能应用到实际工作中去,从而提高整个生产线的自动化水平和生产效率。
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

CC-LINK远程IO模块AJ65SBTB1现场应用指南:常见问题快速解决

# 摘要 CC-LINK远程IO模块作为一种工业通信技术,为自动化和控制系统提供了高效的数据交换和设备管理能力。本文首先概述了CC-LINK远程IO模块的基础知识,接着详细介绍了其安装与配置流程,包括硬件的物理连接和系统集成要求,以及软件的参数设置与优化。为应对潜在的故障问题,本文还提供了故障诊断与排除的方法,并探讨了故障解决的实践案例。在高级应用方面,文中讲述了如何进行编程与控制,以及如何实现系统扩展与集成。最后,本文强调了CC-LINK远程IO模块的维护与管理的重要性,并对未来技术发展趋势进行了展望。 # 关键字 CC-LINK远程IO模块;系统集成;故障诊断;性能优化;编程与控制;维护
recommend-type

python 画一个进度条

在Python中,你可以使用`tkinter`库来创建一个简单的进度条。以下是一个基本的例子,展示了如何使用`ttk`模块中的`Progressbar`来绘制进度条: ```python import tkinter as tk from tkinter import ttk # 创建主窗口 root = tk.Tk() # 设置进度条范围 max_value = 100 # 初始化进度条 progress_bar = ttk.Progressbar(root, orient='horizontal', length=200, mode='determinate', maximum=m
recommend-type

Nginx 1.19.0版本Windows服务器部署指南

资源摘要信息:"nginx-1.19.0-windows.zip" 1. Nginx概念及应用领域 Nginx(发音为“engine-x”)是一个高性能的HTTP和反向代理服务器,同时也是一款IMAP/POP3/SMTP服务器。它以开源的形式发布,在BSD许可证下运行,这使得它可以在遵守BSD协议的前提下自由地使用、修改和分发。Nginx特别适合于作为静态内容的服务器,也可以作为反向代理服务器用来负载均衡、HTTP缓存、Web和反向代理等多种功能。 2. Nginx的主要特点 Nginx的一个显著特点是它的轻量级设计,这意味着它占用的系统资源非常少,包括CPU和内存。这使得Nginx成为在物理资源有限的环境下(如虚拟主机和云服务)的理想选择。Nginx支持高并发,其内部采用的是多进程模型,以及高效的事件驱动架构,能够处理大量的并发连接,这一点在需要支持大量用户访问的网站中尤其重要。正因为这些特点,Nginx在中国大陆的许多大型网站中得到了应用,包括百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝等,这些网站的高访问量正好需要Nginx来提供高效的处理。 3. Nginx的技术优势 Nginx的另一个技术优势是其配置的灵活性和简单性。Nginx的配置文件通常很小,结构清晰,易于理解,使得即使是初学者也能较快上手。它支持模块化的设计,可以根据需要加载不同的功能模块,提供了很高的可扩展性。此外,Nginx的稳定性和可靠性也得到了业界的认可,它可以在长时间运行中维持高效率和稳定性。 4. Nginx的版本信息 本次提供的资源是Nginx的1.19.0版本,该版本属于较新的稳定版。在版本迭代中,Nginx持续改进性能和功能,修复发现的问题,并添加新的特性。开发团队会根据实际的使用情况和用户反馈,定期更新和发布新版本,以保持Nginx在服务器软件领域的竞争力。 5. Nginx在Windows平台的应用 Nginx的Windows版本支持在Windows操作系统上运行。虽然Nginx最初是为类Unix系统设计的,但随着版本的更新,对Windows平台的支持也越来越完善。Windows版本的Nginx可以为Windows用户提供同样的高性能、高并发以及稳定性,使其可以构建跨平台的Web解决方案。同时,这也意味着开发者可以在开发环境中使用熟悉的Windows系统来测试和开发Nginx。 6. 压缩包文件名称解析 压缩包文件名称为"nginx-1.19.0-windows.zip",这表明了压缩包的内容是Nginx的Windows版本,且版本号为1.19.0。该文件包含了运行Nginx服务器所需的所有文件和配置,用户解压后即可进行安装和配置。文件名称简洁明了,有助于用户识别和确认版本信息,方便根据需要下载和使用。 7. Nginx在中国大陆的应用实例 Nginx在中国大陆的广泛使用,证明了其在实际部署中的卓越表现。这包括但不限于百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝等大型互联网公司。这些网站的高访问量要求服务器能够处理数以百万计的并发请求,而Nginx正是凭借其出色的性能和稳定性满足了这一需求。这些大型网站的使用案例为Nginx带来了良好的口碑,同时也证明了Nginx作为一款服务器软件的领先地位。 总结以上信息,Nginx-1.19.0-windows.zip是一个适用于Windows操作系统的Nginx服务器软件压缩包,提供了高性能的Web服务和反向代理功能,并被广泛应用于中国大陆的大型互联网企业中。用户在使用该压缩包时,可以期待一个稳定、高效且易于配置的服务器环境。