基于 A*算法的二维栅格地图路径规划与避障仿真_二维地图机器人避撞

基于 A*算法的二维栅格地图路径规划与避障仿真

路径规划和避障是机器人导航领域中必不可少的技术。A算法是一种常用的搜索算法，用来在图形中找到最短路径。本文将介绍如何使用 MATLAB 实现基于 A算法的二维栅格地图路径规划和避障仿真。

1. 地图表示

在 MATLAB 中，可以用矩阵来表示地图。我们将地图视为一个二维数组，其中每个单元表示地图上的一个方格。每个方格可以有三种状态：空闲、障碍物和起点/终点。

我们用数字来表示这些状态。0代表空闲，1代表障碍物，2代表起点，3代表终点。如下图所示，显示了一个简单的地图示例。

map = [...
    0 0 0 1 0;
    0 1 0 1 0;
    0 0 0 1 0;
    0 1 0 0 0;
    0 2 0 1 3];
1
2
3
4
5
6

2. A*算法

A*算法是一种启发式搜索算法，可以找到从起点到终点的最短路径。它使用一个估价函数来估计从当前位置到目标位置的距离，并选择当前位置到目标位置距离最小的下一个位置。

A*算法的估价函数通常使用曼哈顿距离或欧几里得距离。在本文中，我们使用曼哈顿距离作为估价函数。曼哈顿距离是从一个点到另一个点沿着矩形方格网络走的最短距离，如下图所示。

function h = manhattan(current, goal)
    h = abs(current(1) - goal(1)) + abs(current(2) - goal(2));
end
1
2
3

A*算法可以用一个优先队列来实现。每个节点有一个f值，表示从起点到该节点的总代价。f值等于g值和h值之和。

open_list = PriorityQueue();
start_no
1