【路径规划】基于FMM快速行进法实现船舶路径规划附matlab代码
1 内容介绍
第一步
描绘了一个模拟环境,其中位于通道之间的两个小岛,其中起点和目标点分别用红色阴影圆圈和红色星星表示,障碍区域用黑色表示,其中到目标点(或障碍)的距离越大,电势就越高。
论文中描述为:该算法首先读取珊格地图 计算其速度矩阵v 它与规划空间具有相同的大小,并定义了规划空间中每个点的接口传播速度
执行FMM计算到达时间矩阵T,在时间矩阵T上,最终应用梯度下降法搜索最优路径
第二步
从目标点运行FM快速行进算法 界面无法在不可行区域进行传播,即界面在不可行区域的传播速度为 0,到达时间趋近于无穷大。
界面传播的终止条件确切来说是覆盖所有的可行区域
第三步
通过快速行进法计算得到到达时间地图,每个点的势值表示接口的局部到达时间
与此图相类似
第四步
通过梯度下降法得到规划路径
第五步、生成类似合成图
与此图类似 图中的颜色分布代表时间地图 忽略绿色路线 红色路线为生成的路径
2 部分代码
function T = get_T(pose,mat_T,mat_V)
%计算pose处的T
%左
pose_left=[pose(1)-1,pose(2)];
if isnan(mat_T(pose_left(1),pose_left(2)))||pose_left(1)<1
T1=mat_T(pose(1)+1,pose(2));
else
T1=min(mat_T(pose(1)-1,pose(2)),mat_T(pose(1)+1,pose(2)));
end
%右
pose_right=[pose(1)+1,pose(2)];
if isnan(mat_T(pose_right(1),pose_right(2)))||pose_right(1)>200
T1=mat_T(pose(1)-1,pose(2));
else
T1=min(mat_T(pose(1)-1,pose(2)),mat_T(pose(1)+1,pose(2)));
end
%上
pose_up=[pose(1),pose(2)-1];
if isnan(mat_T(pose_up(1),pose_up(2)))||pose_up(2)<1
T2=mat_T(pose(1),pose(2)+1);
else
T2=min(mat_T(pose(1),pose(2)-1),mat_T(pose(1),pose(2)+1));
end
%下
pose_down=[pose(1),pose(2)+1];
if isnan(mat_T(pose_down(1),pose_down(2)))||pose_down(2)>200
T2=mat_T(pose(1),pose(2)-1);
else
T2=min(mat_T(pose(1),pose(2)-1),mat_T(pose(1),pose(2)+1));
end
% 计算T(pose)
if mat_T(pose(1),pose(2))>=T1 && mat_T(pose(1),pose(2))<=T2
T=T1+1/mat_V(pose(1),pose(2));
elseif mat_T(pose(1),pose(2))>=T2 && mat_T(pose(1),pose(2))<=T1
T=T2+1/mat_V(pose(1),pose(2));
else
% disp('error')
T=min(T1,T2)+1/mat_V(pose(1),pose(2));
end
% if T1<=T2
% T=T1+1/mat_V(pose(1),pose(2));
% else
% T=T2+1/mat_V(pose(1),pose(2));
% end
end
3 运行结果
4 参考文献
[1]王跃午. 基于快速行进法的无人艇编队路径规划技术研究[D]. 哈尔滨工程大学.
[2]刘蔚, 谈果戈, 邹劲,等. 基于快速行进平方法的水面无人船路径规划[J]. 信息与控制, 2021, 50(3):13.
博主简介:擅长智能优化算法、神经网络预测、信号处理、元胞自动机、图像处理、路径规划、无人机、雷达通信、无线传感器等多种领域的Matlab仿真,相关matlab代码问题可私信交流。
部分理论引用网络文献,若有侵权联系博主删除。
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