RRT算法Matlab实现 主函数部分
更新时间:2026-02-19 08:25:05
晨欣小编
Rapidly Exploring Random Trees (RRT) 是一种用于路径规划的算法,通常用于机器人运动规划。以下是一个简单的 MATLAB 实现 RRT 算法的主函数部分。请注意,这只是一个基本的实现,实际应用中可能需要进行更多的调整和改进。
matlabCopy codefunction main_RRT
% 设置起点和终点
start = [0, 0];
goal = [10, 10];
% 设置障碍物
obstacles = [2, 2; 4, 4; 6, 6];
% RRT 参数
max_iter = 1000;
step_size = 1.0;
% 初始化 RRT 树
tree = struct('node', start, 'parent', []);
% 主循环
for iter = 1:max_iter
% 随机采样一个点
random_point = rand(1, 2) * 10;
% 找到树上最近的节点
nearest_node_index = find_nearest_node(tree, random_point);
% 从最近的节点向随机点扩展
new_node = steer(tree(nearest_node_index).node, random_point, step_size);
% 检查新节点是否与障碍物发生碰撞
if ~collision_check(new_node, obstacles)
% 将新节点添加到树中
tree(end+1).node = new_node;
tree(end).parent = nearest_node_index;
% 检查是否达到目标点
if norm(new_node - goal) < 1.0
disp('目标已达到!');
break;
end
end
% 可视化
visualize_tree(tree, obstacles, start, goal);
end
% 可视化最终路径
visualize_path(tree, start, goal);
end
function nearest_node_index = find_nearest_node(tree, random_point)
distances = arrayfun(@(n) norm(n.node - random_point), tree);
[~, nearest_node_index] = min(distances);
end
function new_node = steer(from, to, step_size)
direction = to - from;
distance = norm(direction);
if distance > step_size
new_node = from + step_size * direction / distance;
else
new_node = to;
end
end
function is_collision = collision_check(point, obstacles)
is_collision = any(all(bsxfun(@minus, point, obstacles) <= 0, 2));
end
function visualize_tree(tree, obstacles, start, goal)
figure;
hold on;
% 绘制障碍物
for i = 1:size(obstacles, 1)
rectangle('Position', [obstacles(i, 1)-0.5, obstacles(i, 2)-0.5, 1, 1], 'FaceColor', 'r');
end
% 绘制树的边
for i = 2:length(tree)
plot([tree(i).node(1), tree(tree(i).parent).node(1)], [tree(i).node(2), tree(tree(i).parent).node(2)], 'b');
end
% 绘制起点和终点
plot(start(1), start(2), 'go', 'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2);
plot(goal(1), goal(2), 'ro', 'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2);
% 调整图形显示范围
xlim([0 12]);
ylim([0 12]);
hold off;
drawnow;
end
function visualize_path(tree, start, goal)
path = reconstruct_path(tree, length(tree));
figure;
hold on;
% 绘制路径
for i = 2:length(path)
plot([tree(path(i)).node(1), tree(tree(path(i)).parent).node(1)], [tree(path(i)).node(2), tree(tree(path(i)).parent).node(2)], 'g', 'LineWidth', 2);
end
% 绘制起点和终点
plot(start(1), start(2), 'go', 'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2);
plot(goal(1), goal(2), 'ro', 'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2);
% 调整图形显示范围
xlim([0 12]);
ylim([0 12]);
hold off;
drawnow;
end
function path = reconstruct_path(tree, end_node_index)
path = end_node_index;
while ~isempty(tree(path(1)).parent)
path = [tree(path(1)).parent, path];
end
end这个 MATLAB 代码包括了 RRT 算法的主要部分,包括初始化树、主循环、节点扩展、碰撞检查、可视化等。请注意,这只是一个基本的实现,可能需要根据具体情况进行调整和改进。


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