一、獲取代碼方式
獲取代碼方式1：
完整代碼已上傳我的資源：【路徑規(guī)劃】基于matlab RRT算法求解機(jī)器人避障路徑規(guī)劃問題【含Matlab源碼 319期】
點擊上面藍(lán)色字體，直接付費下載，即可。
獲取代碼方式2：
付費專欄Matlab路徑規(guī)劃（初級版）
備注：
點擊上面藍(lán)色字體付費專欄Matlab路徑規(guī)劃（初級版），掃描上面二維碼，付費29.9元訂閱海神之光博客付費專欄Matlab路徑規(guī)劃（初級版），憑支付憑證，私信博主，可免費獲得1份本博客上傳CSDN資源代碼（有效期為訂閱日起，三天內(nèi)有效）；
點擊CSDN資源下載鏈接：1份本博客上傳CSDN資源代碼
二、RRT算法簡介
1 RRT定義
RRT（Rapidly-Exploring Random Tree）算法是一種基于采樣的路徑規(guī)劃算法，常用于移動機(jī)器人路徑規(guī)劃，適合解決高維空間和復(fù)雜約束下的路徑規(guī)劃問題?；舅枷胧且援a(chǎn)生隨機(jī)點的方式通過一個步長向目標(biāo)點搜索前進(jìn)，有效躲避障礙物，避免路徑陷入局部極小值，收斂速度快。本文通過matlab實現(xiàn)RRT算法，解決二維平面的路徑規(guī)劃問題。
2 地圖
為了方便算法的實現(xiàn)，使用離散量來表達(dá)環(huán)境地圖。其中，數(shù)值0表示無障礙物的空區(qū)域，數(shù)值1表示該區(qū)域有障礙物。
RRT算法中搜索到的頂點坐標(biāo)為連續(xù)點，在地圖中產(chǎn)生隨機(jī)點，算法將通過連續(xù)的點構(gòu)建樹。此過程中，對樹枝和頂點進(jìn)行檢測，檢測頂點所處位置是否是空區(qū)域。下載附錄中.dat文件，繪制地圖。
colormap=[1 1 1; 0 0 0; 1 0 0; 0 1 0; 0 0 1];
imshow(uint8(map),colormap)
note:數(shù)據(jù)中的列為x軸，行為y軸
3 RRT算法原理
通過matlab程序構(gòu)建從起始位置到目標(biāo)位置的樹，并生成連接兩個點的路徑。使用一顆中心點在起始點的樹，而不是兩顆樹（一個中心點在起始位置，一個中心點在目標(biāo)位置）。
編寫一個matlab函數(shù)，輸入和輸出有相同的形式。
function [vertices, edges, path] = rrt(map, q_start, q_goal, k, delta_q, p)
其中：
map：.mat文件中的地圖矩陣
q_start：起點的x和y坐標(biāo)
q_goal：目標(biāo)點的x和y坐標(biāo)
k: 在目標(biāo)點無法找到是，控制產(chǎn)生搜索樹的最大迭代次數(shù)為k次
delta_q : q_new 和 q_near之間的距離
p: 將q_goal 作為q_rand 的概率，當(dāng)隨機(jī)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)小于p，將目標(biāo)點作為隨機(jī)點q_rand，當(dāng)隨機(jī)產(chǎn)生的數(shù)大于p時，產(chǎn)生一個隨機(jī)點作為q_rand
vertices：頂點的x和y坐標(biāo)，生成隨機(jī)樹的過程中產(chǎn)生的所有的點的坐標(biāo)都存儲在這個矩陣中，第一個點為起點，最后一個點為目標(biāo)點。是一個2行n列的矩陣
deges：生成隨機(jī)樹的所有樹枝，一共有n-1個樹枝，因此該矩陣有n-1行，每一行的兩列分別表示兩個點的索引號。一旦搜索到目標(biāo)點，最后一行將表示目標(biāo)點，沿著目標(biāo)點回溯，即可找到路徑
path: 從起始點到目標(biāo)點的索引，是一個行向量
下面用一個圖來表示上面提到的算法里的一些變量：
4 障礙物檢測
檢測樹枝（即q_near和q_new之間的edge）是否處于自由空間，可以使用增量法或者等分法，示意圖如下(假設(shè)兩點之間有10個點，左圖為為增量檢測法，右圖為等分法，從示意圖中可以看出使用等分法檢測次數(shù)更少)：
在本文中，使用k=10000，delta_q=50,p=0.3, 我們將獲得如下結(jié)果：
5 路徑平滑處理
完成基本的RRT算法之后，我們獲得了一條從起點到終點的路徑，現(xiàn)在對這條路徑進(jìn)行平滑和降噪處理，處理完成之后，我們將得到一條更短的路徑。
采用貪心算法：
連接q_start和q_goal,如果檢測到兩個點之間有障礙物，則將q_goal替換為前一個點，直到兩個點能連接上（中間無障礙物）為止。一旦q_goal被連接上，
在matlab中定義平滑函數(shù)：
function [path_smooth] = smooth(map, path, vertices, delta)
其中：
path: 從起始點到目標(biāo)位置的路徑索引號
vertices：樹中所有的頂點坐標(biāo)
delta：增量距離，用來檢測路徑頂點之間的直接連接是否在自由空間之內(nèi)，每個edge都被delta分割成幾段
path_smooth：經(jīng)過平滑處理之后，路徑點將會減少，用path_smooth記錄平滑之后的路徑,仍然是一個行向量，記錄路徑的索引號
平滑處理之后的路徑為：
6 總結(jié)
RRT算法是一種增量式的搜索算法，基于概率的思想，它是一種概率完備的路徑優(yōu)化算法，具有求解速度上的優(yōu)勢。RRT基本算法有其自身缺陷，求解得到的路徑通常質(zhì)量不好，帶有棱角，不夠光滑。因此需要對路徑進(jìn)行平滑處理，才能得到適合機(jī)器人路徑跟蹤的路徑曲線。
三、部分源代碼
%main.m
CreateMap;
fatehr=[];
四、運行結(jié)果
五、matlab版本及參考文獻(xiàn)
1 matlab版本
2019b
2 參考文獻(xiàn)
[1] 包子陽,余繼周,楊杉.智能優(yōu)化算法及其MATLAB實例（第2版）[M].電子工業(yè)出版社，2016.
[2]張巖,吳水根.MATLAB優(yōu)化算法源代碼[M].清華大學(xué)出版社，2017.
[3]RRT路徑規(guī)劃算法文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-791560.html
3 備注
簡介此部分摘自互聯(lián)網(wǎng)，僅供參考，若侵權(quán)，聯(lián)系刪除文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-791560.html
到了這里，關(guān)于【路徑規(guī)劃】RRT算法機(jī)器人避障路徑規(guī)劃【含Matlab源碼 319期】的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
