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带有详尽注释的Matlab三维RRT*算法实现代码

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简介:
本资源提供一份详细的MATLAB代码,用于实现三维环境下的RRT*(带优化的快速扩展随机树)算法,并包含丰富的注释以帮助理解每一步逻辑和数学原理。 RRT*(快速探索随机树星)算法是一种用于机器人路径规划的改进型算法,基于原始RRT算法进行了优化以获得更优解。以下是关于该算法的具体介绍: 1. 算法背景:在机器人领域中,如何从起点到终点找到一条可行路径是核心问题之一。RRT算法能够快速探索环境并生成路径,但可能不是最优的解决方案。为解决这一局限性,RRT*算法通过改进搜索策略来提升路径质量。 2. 算法原理: - 初始阶段:以起始位置作为起点构建随机树。 - 随机采样:在探索空间内选取一个随机点。 - 寻找最近节点:确定当前树中距离该随机点最近的结点。 - 尝试连接:尝试从找到的那个最接近的节点向所选的目标方向延伸路径,只要这条新路线不与任何障碍物接触,则将此新的位置添加进现有的树结构里。 - 优化过程区别于RRT算法,RRT*会定期检查并调整已构建好的随机树中的连接关系。如果发现有更短的路径方案可供选择的话,它就会更新这些链接以确保最终输出最理想的导航路线。 通过上述步骤和持续性地进行优化操作,RRT*能够在保持高效探索能力的同时提供更为优质的解决方案给机器人系统使用。

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客服
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  • MatlabRRT*
    优质
    本资源提供一份详细的MATLAB代码,用于实现三维环境下的RRT*(带优化的快速扩展随机树)算法,并包含丰富的注释以帮助理解每一步逻辑和数学原理。 RRT*(快速探索随机树星)算法是一种用于机器人路径规划的改进型算法,基于原始RRT算法进行了优化以获得更优解。以下是关于该算法的具体介绍: 1. 算法背景:在机器人领域中,如何从起点到终点找到一条可行路径是核心问题之一。RRT算法能够快速探索环境并生成路径,但可能不是最优的解决方案。为解决这一局限性,RRT*算法通过改进搜索策略来提升路径质量。 2. 算法原理: - 初始阶段:以起始位置作为起点构建随机树。 - 随机采样:在探索空间内选取一个随机点。 - 寻找最近节点:确定当前树中距离该随机点最近的结点。 - 尝试连接:尝试从找到的那个最接近的节点向所选的目标方向延伸路径,只要这条新路线不与任何障碍物接触,则将此新的位置添加进现有的树结构里。 - 优化过程区别于RRT算法,RRT*会定期检查并调整已构建好的随机树中的连接关系。如果发现有更短的路径方案可供选择的话,它就会更新这些链接以确保最终输出最理想的导航路线。 通过上述步骤和持续性地进行优化操作,RRT*能够在保持高效探索能力的同时提供更为优质的解决方案给机器人系统使用。
  • Matlabinformed-RRT*
    优质
    本段落提供了一份详尽标注的Matlab代码,用于实现三维空间中的信息丰富型RRT*(informed RRT*)路径规划算法。该资源适合对高级机器人导航技术感兴趣的学者和工程师研究使用。 Informed RRT* 是一种基于 RRT* 算法的优化路径规划方法,在搜索过程中引入了启发式信息来提高效率并改善最终生成路径的质量。 在路径规划领域,尤其是在机器人导航与无人驾驶的应用中,算法需要能够快速且准确地设计出安全有效的路线。RRT* 由于其处理复杂动态环境和实时性方面的优势而被广泛应用。但是,该算法在探索过程中可能会产生大量不必要的分支,从而影响效率。 Informed RRT* 的关键在于使用一个可接受的椭圆启发式来指导搜索过程,以此提高算法性能及解决方案的质量。 a. 椭圆启发式的应用 通过定义一个状态空间子集——它包含了所有可能改进现有最优解的状态——椭圆启发式引导了探索的方向。这个椭圆形区域的具体形状会根据起始点、目标位置以及当前最佳路径的成本来确定。 b. 直接采样方法 Informed RRT* 采用直接从上述定义的椭圆中抽取样本的方式,从而确保每次生成的新节点都有潜在改进解的可能性。这种方法显著减少了探索过程中无用分支的数量,并且提高了搜索效率和最终解决方案的质量。
  • MATLAB粒子群
    优质
    本简介提供了一套详细的MATLAB代码,用于实现三维空间中的粒子群优化算法,并附有全面的注释以帮助理解每一步操作和参数设置。适合初学者及研究者学习与应用。 我用MATLAB编写了一个三维粒子群算法的程序,虽然代码不够精简,但还有优化空间。功能方面比较全面,并且添加了较多注释,不喜欢的话可以自行删除哈哈。
  • DWAMatlab(适用于初学者)
    优质
    这段资料提供给初学者一份详细的、基于Matlab编写的三维动态窗口算法(DWA)代码,并附有全面解释和注释,帮助学习者更好地理解和实现机器人导航中的路径规划。 DWA(Dynamic Window Approach)算法是一种用于机器人路径规划的策略,在1996年由Andrew Kelly和Lydia E. Kavraki提出。该算法特别适用于动态环境下的实时路径规划,例如无人驾驶汽车、无人机以及移动机器人等。 ### 1. 算法原理 DWA的核心在于搜索机器人的控制空间内的一系列可行操作序列,使机器人能够避开障碍物并以最快速度到达目标位置。 ### 2. 算法步骤 #### 2.1 初始化 - 设定机器人的起始点和终点。 - 定义机器人的动力学模型及运动限制条件。 #### 2.2 控制空间采样 - 在设定的时间段内,随机选取一系列控制指令(如速度、加速度、转向角度等)来探索可能的行动方案。 #### 2.3 预测模型 - 利用机器人的动力学特性预测每个选定控制输入下未来一段时间内的位置和姿态变化情况。 #### 2.4 碰撞检测 - 检查每种预测的位置状态,确保机器人不会与环境中的障碍物发生碰撞。这一步通常涉及对几何关系的分析评估。 通过这些步骤,DWA算法能够有效地帮助移动设备在复杂环境中规划路径并实现安全导航。
  • BSAS顺序聚类Matlab
    优质
    本资源提供一份详细注释的BSAS(逐步自适应分割)顺序聚类算法在MATLAB环境下的实现代码。通过直观且全面的解释,帮助用户轻松理解和应用此高效的数据分类方法。适合数据挖掘和机器学习研究者使用。 BSAS顺序聚类算法的MATLAB实现代码(包含详尽注释)
  • MatlabDWA
    优质
    本简介提供了一个包含详细注释的Matlab代码示例,用于实现二维动态窗口算法(DWA),旨在帮助学习者理解和应用这一移动机器人路径规划技术。 DWA(Dynamic Window Approach)算法是一种用于机器人路径规划的动态方法,由Dieter Fox等人在1997年提出。该算法主要设计用来解决机器人的动态规划问题,在需要考虑自身运动学约束及环境中的移动障碍物时尤其适用。 ### 1. 算法背景 许多实际应用中,机器人面临的路径规划不仅需应对静态障碍物,还需实时响应环境中各种变动情况。DWA通过在每个时间步评估潜在的多种可能动作,并选择一个既能避开障碍又能接近目标的动作来适应这些动态条件。 ### 2. 算法原理 算法的核心是在每一个时点上,在机器人的周围空间中采样多个运动选项并进行评价,以确定最佳路径。具体来说: #### a. 动态窗口 在每个时间步长内,DWA不是在整个工作区域内搜索可行解,而是在一个有限的“动态窗口”范围内选取样本。 #### b. 运动评估 对于每一个采样点,算法会根据多个因素来评价该运动的好坏程度。这些因素包括到达目标的距离、避开障碍物的有效性以及机器人的物理限制条件等。 #### c. 概率选择 基于每个动作的综合评分结果,DWA会给定一个概率分布,并从中随机挑选出下一步的动作执行指令。
  • 经典MUSICMATLAB仿真
    优质
    本作品提供经典MUSIC算法的详细注释版MATLAB代码及仿真实验,旨在帮助研究者深入理解其原理与应用。 经典MUSIC算法的MATLAB仿真代码包含详细注释,并已通过验证。
  • MeanShiftMATLAB+
    优质
    本资源提供了一个详细的MATLAB实现的MeanShift算法代码,包含丰富的注释帮助理解每一步操作和参数设置。适合初学者学习图像处理中的聚类技术。 机器视觉领域的视频图像跟踪方向非常适合初学者。每条代码都配有详细的注释。
  • 经典MUSICMATLAB仿真程序源
    优质
    本资源提供经典MUSIC(Multiple Signal Classification)算法的详尽注释版MATLAB仿真程序源代码,适用于信号处理与阵列天线研究。 经典MUSIC算法MATLAB仿真程序源代码带详细注释,已通过测试可以直接使用。适用于学习MATLAB阵列信号处理、DOA估计及通信专业中的信号处理课程,是信息与信号处理专业的经典入门案例之一,适合初学者参考和实践。程序正确且可运行。
  • MATLABGPS信号跟踪和捕获.rar
    优质
    本资源提供了一套详细的MATLAB代码,用于实现GPS信号的有效跟踪与捕获。文件内包含丰富的注释,帮助学习者深入理解每一步算法的设计意图和技术细节,适合于科研及教学用途。 关于GPS信号的跟踪与捕获的MATLAB代码资源包(包含详细注释)。