rrt算法matlab

时间: 2023-09-26 09:08:45 浏览: 108
RRT (Rapidly-exploring Random Tree) 是一种用于路径规划的算法。在 MATLAB 中实现 RRT 算法可以通过以下步骤进行: 1. 定义问题空间:首先,你需要定义问题的状态空间和可行域。状态空间是指机器人或物体可能存在的位置和方向的集合。可行域则是指机器人或物体可以在其中移动的区域。 2. 初始化树:创建一个包含起始状态(节点)的树。起始状态是指机器人或物体的初始位置。 3. 随机采样:随机在问题空间中采样一个点作为目标状态。 4. 最近邻搜索:从树中找到与目标状态最近的节点。 5. 扩展树:从最近邻节点向目标状态方向扩展一条新的边,并创建一个新的节点。 6. 碰撞检测:检测新产生的边是否与障碍物碰撞。如果没有碰撞,则将新节点添加到树中。 7. 迭代:重复步骤3-6,直到达到终止条件(例如,达到目标状态或超过最大迭代次数)。 8. 路径回溯:从目标状态回溯树,找到一条从起始状态到目标状态的路径。 9. 可视化路径:将路径可视化以进行验证和展示。 这是一个简单的 RRT 算法的实现步骤。你可以根据具体的问题进行修改和扩展。
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以下是基于 RRT(Rapidly-exploring Random Tree)算法的 Matlab 代码,用于构建机器人路径规划: ```matlab clear all; close all; clc % Environment and robot parameters xMin = 0; xMax = 10; yMin = 0; yMax = 10; obs = [4 4 1; 6 6 1]; robotLength = 0.5; robotWidth = 0.5; % Start and goal positions startPos = [1,1]; goalPos = [9,9]; % RRT parameters maxNodes = 5000; stepSize = 0.5; nodes(1).x = startPos(1); nodes(1).y = startPos(2); nodes(1).parent = 0; for i = 2:maxNodes x = rand*(xMax-xMin) + xMin; y = rand*(yMax-yMin) + yMin; node = [x,y]; % Check if node is inside an obstacle insideObs = 0; for j = 1:size(obs,1) if sqrt((node(1)-obs(j,1))^2 + (node(2)-obs(j,2))^2) < obs(j,3) insideObs = 1; break; end end if insideObs == 1 continue; end % Find the nearest node dist = inf; nearestNode = 0; for j = 1:length(nodes) d = sqrt((node(1)-nodes(j).x)^2 + (node(2)-nodes(j).y)^2); if d < dist dist = d; nearestNode = j; end end % Check if there is a direct path between the nearest node and the new node theta = atan2(node(2)-nodes(nearestNode).y, node(1)-nodes(nearestNode).x); xTest = nodes(nearestNode).x + stepSize*cos(theta); yTest = nodes(nearestNode).y + stepSize*sin(theta); if sqrt((xTest-node(1))^2 + (yTest-node(2))^2) > stepSize continue; end % Check if the direct path is inside an obstacle insideObs = 0; for j = 1:size(obs,1) if sqrt((xTest-obs(j,1))^2 + (yTest-obs(j,2))^2) < obs(j,3) insideObs = 1; break; end end if insideObs == 1 continue; end % Add the new node to the tree nodes(end+1).x = xTest; nodes(end).y = yTest; nodes(end).parent = nearestNode; % Check if the goal has been reached if sqrt((nodes(end).x-goalPos(1))^2 + (nodes(end).y-goalPos(2))^2) < stepSize break; end end % Plot the obstacles figure(1) hold on axis([xMin xMax yMin yMax]) for i = 1:size(obs,1) rectangle('Position',[obs(i,1)-obs(i,3), obs(i,2)-obs(i,3), 2*obs(i,3), 2*obs(i,3)], 'Curvature', [1,1], 'FaceColor', 'r') end % Plot the tree for i = 2:length(nodes) x = [nodes(i).x, nodes(nodes(i).parent).x]; y = [nodes(i).y, nodes(nodes(i).parent).y]; plot(x,y,'k') end % Find the path from start to goal path = [nodes(end).x, nodes(end).y]; while nodes(end).parent ~= 0 endNode = nodes(end); path = [endNode.x, endNode.y; path]; endNode = nodes(endNode.parent); end path = [startPos; path]; % Plot the path plot(path(:,1), path(:,2), 'b', 'LineWidth', 2) ``` 这段代码会生成一个基于 RRT 算法的路径规划过程,其中包括环境参数、机器人参数、起始位置、目标位置和 RRT 参数。代码将生成一个随机树,以搜索从起始位置到目标位置的路径。最终,该代码会绘制出路径和环境。

rrt算法 matlab代码

以下是RRT算法的MATLAB实现: ``` % RRT algorithm % Written by Yifan Hou, 2018 % Define the map boundaries map = [0 100; 0 100]; % Define the start and goal positions start_pos = [10 10]; goal_pos = [90 90]; % Define the step size step_size = 5; % Define the maximum number of iterations max_iter = 1000; % Define the maximum distance to connect to the tree max_dist = 10; % Define the radius of the goal region goal_radius = 2; % Initialize the tree with the start position tree = [start_pos 0]; % Initialize the list of explored nodes explored = []; % Run the RRT algorithm for i = 1:max_iter % Generate a random point in the map random_point = [randi(map(1,:), 1) randi(map(2,:), 1)]; % Find the nearest node in the tree [nearest_node, nearest_dist] = nearestNode(random_point, tree); % Calculate the new node in the direction of the random point new_node = steer(nearest_node, random_point, step_size); % Check if the new node is within the map boundaries if checkBounds(new_node, map) % Check if the new node is collision-free if checkCollision(nearest_node, new_node, map) % Add the new node to the tree tree = [tree; new_node nearest_node]; % Check if the new node is within the goal region if norm(new_node - goal_pos) <= goal_radius % Add the goal node to the tree tree = [tree; goal_pos size(tree, 1)]; % Trace the path from the goal node to the start node path = tracePath(tree); % Plot the final path plotPath(path, explored, map); break; end % Add the new node to the list of explored nodes explored = [explored; new_node]; % Connect the new node to the tree if it is within the maximum % distance if nearest_dist <= max_dist tree = [tree; new_node size(tree, 1)]; end end end end ``` 其中,nearestNode函数用于查找离给定点最近的树节点,steer函数用于从最近的节点朝着随机点方向延伸一定长度,checkBounds函数用于检查点是否在地图边界内,checkCollision函数用于检查两个点之间的路径是否与障碍物相交,tracePath函数用于从终点向根节点遍历树,plotPath函数用于绘制路径和探索节点。这些函数在代码中并未给出,需要根据实际情况自行实现。
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