机器人路径规划：基于A*算法的机器人路径规划（提供Python代码）

一、A*算法简介

A*算法最早可追溯到1968年，在IEEE Transactions on Systems Science and Cybernetics中的论文A Formal Basis for the Heuristic Determination of Minimum Cost Paths中首次提出。正如本文的摘要所说，A*算法是把启发式方法（heuristic approaches）如BFS（完全使用贪心策略），和常规方法如Dijsktra算法结合在一起的算法。有点不同的是，类似BFS的启发式方法经常给出一个近似解而不是保证最佳解。然而，尽管A*算法基于无法保证最佳解的启发式方法，A*算法却能保证找到一条最短路径。

参考文献：

[1]张海涛,程荫杭.基于A*算法的全局路径搜索[J].微计算机信息, 2007(17):3.DOI:10.3969/j.issn.1008-0570.2007.17.095.

[2]张红梅,李明龙,杨乐.基于改进A＊算法的移动机器人安全路径规划[J].计算机仿真, 2018, 35(4): 319-324.

二、部分代码

import math
 
import matplotlib.pyplot as plt
 
show_animation = True
 
 
class AStarPlanner:
 
    def __init__(self, ox, oy, resolution, rr):
        """
        Initialize grid map for a star planning
        ox: x position list of Obstacles [m]
        oy: y position list of Obstacles [m]
        resolution: grid resolution [m]
        rr: robot radius[m]
        """
 
        self.resolution = resolution
        self.rr = rr
        self.min_x, self.min_y = 0, 0
        self.max_x, self.max_y = 0, 0
        self.obstacle_map = None
        self.x_width, self.y_width = 0, 0
        self.motion = self.get_motion_model()
        self.calc_obstacle_map(ox, oy)
 
    class Node:
        def __init__(self, x, y, cost, parent_index):
            self.x = x  # index of grid
            self.y = y  # index of grid
            self.cost = cost
            self.parent_index = parent_index
 
        def __str__(self):
            return str(self.x) + "," + str(self.y) + "," + str(
                self.cost) + "," + str(self.parent_index)

三、部分结果

四、完整Python代码

见下方联系方式