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Dijkstra算法从物体所在的初始点开始,访问图中的结点。它迭代检查待检查结点集中的结点,并把和该结点最靠近的尚未检查的结点加入待检查结点集。该结点集从初始结点向外扩展,直到到达目标结点。Dijkstra算法保证能找到一条从初始点到目标点的最短路径,只要所有的边都有一个非负的代价值。
1.1 算法原理与效果图
Dijkstra算法采用贪心算法的思想,解决的问题可以描述为:在无向图 G=(V,E) 中,假设每条边 E[i] 的长度为 w[i],找到由顶点vs到其余各点的最短路径。
通过Dijkstra计算图G中的最短路径时,需要指定起点vs(即从顶点vs开始计算)。此外,引进两个集合S和U。S的作用是记录已求出最短路径的顶点(以及相应的最短路径长度),而U则是记录还未求出最短路径的顶点(以及该顶点到起点vs的距离)。初始时,S中只有起点vs;U中是除vs之外的顶点,并且U中顶点的路径是"起点vs到该顶点的路径"。然后,从U中找出路径最短的顶点,并将其加入到S中;接着,更新U中的顶点和顶点对应的路径。 然后,再从U中找出路径最短的顶点,并将其加入到S中;接着,更新U中的顶点和顶点对应的路径。重复该操作,直到遍历完所有顶点。
1.2 源码分析
算法实现的主代码分析:
defdijkstra_planning(sx, sy, gx, gy, ox, oy, reso, rr):"""sx: start x position [m]
sy: start y position [m] #起始点坐标
gx: goal x position [m]
gy: goal y position [m] #目标点坐标
ox: x position list of Obstacles [m]
oy: y position list of Obstacles [m] #障碍点坐标
reso: grid resolution [m] #栅格地图分辨率
rr: robot radius[m] #机器人的半径"""nstart= Node(round(sx / reso), round(sy / reso), 0.0, -1) # 同除地图分辨率,坐标四舍五入后归一化
ngoal= Node(round(gx / reso), round(gy / reso), 0.0, -1)
ox= [iox / reso for iox inox]
oy= [ioy / reso for ioy inoy]
obmap, minx, miny, maxx, maxy, xw, yw=calc_obstacle_map(ox, oy, reso, rr) # 障碍物地图范围计算、保存
motion=get_motion_model() # 节点移动向量共8组对应8个移动方向(x,y,cost)</
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