matlab仿真多机器人寻源基于voronoi图的代码
时间: 2023-10-03 15:05:55 浏览: 96
以下是一个基于Voronoi图的多机器人寻源的Matlab仿真代码,供参考:
```
clc;clear all;close all;
%参数设置
N=5; %机器人个数
x0=rand(2,N)*10; %初始位置
d=5; %检测距离
v=1; %速度
dt=0.1; %时间步长
t=0:dt:100; %时间序列
%目标点设置
xg=[20;20];
%画图准备
figure (1)
hold on;
axis([0 25 0 25]);
title('多机器人寻源仿真');
xlabel('X');
ylabel('Y');
%画出初始位置和目标点
plot(xg(1),xg(2),'r*','MarkerSize',10);
plot(x0(1,:),x0(2,:),'bo');
%循环
for k=1:length(t)
%计算Voronoi图
[v,c]=voronoin(x0');
%画出Voronoi图
voronoi(x0(1,:),x0(2,:));
%循环每个机器人
for i=1:N
%找出机器人i的邻居
nei=setdiff(findNeighbors(v,c,i),i);
%计算机器人i的速度
vi=Velocity(i,x0,nei,xg,v,d,v);
%更新机器人i的位置
x0(:,i)=x0(:,i)+vi*dt;
%画出更新后机器人i的位置
plot(x0(1,i),x0(2,i),'bo');
end
%判断是否所有机器人都到达了目标点
if norm((x0-xg),2)<1e-3
break;
end
%暂停一下,方便观察
pause(0.1);
end
%显示结束信息
if k<length(t)
fprintf('在第%d秒所有机器人都到达了目标点\n',k*dt);
else
fprintf('在%ds内未找到路径\n',t(end));
end
```
其中,`Velocity` 函数用来计算每个机器人的速度,代码如下:
```
function vi=Velocity(i,x0,nei,xg,voronoi,d,v)
%计算机器人i的速度
% x0:所有机器人的位置
% nei:机器人i的邻居
% xg:目标点
% voronoi:Voronoi图
% d:检测距离
% v:速度
%返回机器人i的速度
vi=zeros(2,1);
%计算机器人i到目标点的方向
dir=xg-x0(:,i);
dir=dir/norm(dir,2);
%计算机器人i到其他机器人的距离和方向
dis=zeros(length(nei),1);
dir_n=zeros(2,length(nei));
for j=1:length(nei)
dis(j)=norm(x0(:,nei(j))-x0(:,i),2);
dir_n(:,j)=(x0(:,nei(j))-x0(:,i))/dis(j);
end
%计算机器人i的速度
if isempty(nei) %没有邻居,直接朝目标点走
vi=v*dir;
else %有邻居,考虑避障
%计算机器人i到Voronoi图上的最近点的距离
point=voronoi{nei(1)}(1:2);
dis_v=norm(point-x0(:,i),2);
for j=2:length(nei)
point=voronoi{nei(j)}(1:2);
dis_v=min(dis_v,norm(point-x0(:,i),2));
end
%判断是否需要避障
if dis_v<=d %需要避障
%计算机器人i的速度方向
dir_a=dir;
for j=1:length(nei)
if dis(j)<=d %在危险范围内
%计算机器人i需要避开的方向
dir_o=dir_n(:,j);
dir_a=dir_a-((d-dis(j))/d)*(1-dis_v/d)*dir_o;
end
end
%重新计算机器人i的速度
vi=v*dir_a/norm(dir_a,2);
else %不需要避障
vi=v*dir;
end
end
end
```
该代码实现了多机器人的协作寻源,机器人通过Voronoi图来计算避障方向,从而避免碰撞。
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