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MATLAB无人机多场景可重构路径规划仿真平台

资 源 简 介

本项目基于MATLAB实现二维平面上无人机/机器人的智能路径规划仿真系统,支持自定义环境建模(栅格地图、障碍物分布等),内置A*、RRT、人工势场等多种经典路径规划算法,适用于教学与研究场景。

详 情 说 明

基于MATLAB的无人机多场景可重构路径规划仿真平台

项目介绍

本项目实现了一个二维平面上无人机/机器人的智能路径规划仿真系统,支持多种经典路径规划算法在不同场景下的性能测试与对比。平台提供直观的可视化界面,便于研究人员和开发者进行算法验证、性能分析和方案优化。

功能特性

  • 环境建模灵活:支持自定义栅格地图、障碍物分布、地形高度场等多种环境配置
  • 算法库丰富:内置A*、RRT、RRT*、人工势场法等经典路径规划算法
  • 可视化完整:实时展示规划路径、算法搜索过程、代价函数热力图
  • 性能分析专业:提供路径长度、规划耗时、安全性等多维度算法对比
  • 可扩展性强:允许用户通过修改目标函数和约束条件实现算法定制
  • 动态避障支持:集成动态障碍物避障技术,可处理移动障碍物场景

使用方法

基本配置

  1. 环境设置:定义栅格地图矩阵(0表示可行区域,1表示障碍物)
  2. 起点终点:指定起始点和目标点坐标格式为[x_start,y_start; x_goal,y_goal]
  3. 算法选择:配置算法参数包括步长、采样次数、代价权重等
  4. 动态障碍物:可选配置移动障碍物的轨迹序列

运行流程

运行主程序后,系统将自动完成以下步骤:
  • 环境地图加载与显示
  • 路径规划算法执行
  • 规划过程动态可视化
  • 性能数据计算与展示
  • 结果对比分析输出

输出结果

  • 规划路径:最优路径的节点坐标序列
  • 搜索过程:算法扩展节点的动态动画
  • 性能指标:路径长度、规划时间、转弯次数等量化数据
  • 可视化图表:二维路径图、障碍物分布、代价热力图综合展示

系统要求

  • 操作系统:Windows 7/10/11,macOS 10.14+,Linux各主流发行版
  • MATLAB版本:R2018b或更高版本
  • 必要工具箱:Image Processing Toolbox,Statistics and Machine Learning Toolbox

文件说明

main.m文件作为整个仿真平台的核心控制模块,负责协调系统的完整工作流程。其主要功能包括:初始化仿真环境参数与地图配置;调度各类路径规划算法的执行过程;管理搜索节点扩展与路径优化的可视化展示;收集并分析不同算法的性能指标数据;生成包含路径轨迹、代价分布和障碍物信息的综合结果图表;支持用户通过交互界面调整算法参数和约束条件。