MATLAB栅格地图机器人路径规划仿真系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB实现机器人栅格地图路径规划，集成环境建模、路径搜索与动态仿真功能。支持A*等算法快速生成最优路径，具备动态障碍物避障与可视化演示，适用于自主导航算法验证与教学研究。

详 情 说 明

基于栅格地图的机器人路径规划仿真系统

项目介绍

本项目实现了一个基于栅格法的机器人自主路径规划仿真系统。系统通过将实际环境离散化为栅格地图，运用路径规划算法计算从起点到终点的最优路径，并支持动态障碍物避障功能。该系统集成了环境建模、路径搜索和可视化仿真三大核心模块，提供完整的仿真界面，可实时显示机器人运动轨迹和规划过程，适用于机器人导航算法的研究、教学演示和性能评估。

功能特性

• 环境建模：支持自定义地图尺寸和栅格分辨率，可将实际环境离散化为二维栅格地图
• 障碍物配置：支持静态障碍物设置和动态障碍物模拟，提供灵活的障碍物管理
• 路径规划算法：实现A*搜索算法，支持启发函数权重等参数调整
• 动态避障：具备实时障碍物检测和路径重规划能力
• 可视化仿真：提供完整的图形界面，实时显示栅格地图、路径轨迹和搜索过程
• 性能分析：输出路径长度、计算时间等统计信息，支持算法效率评估

使用方法

输入参数配置

1. 环境配置参数：

- 地图尺寸（行数×列数） - 栅格分辨率（单位：米/栅格）

1. 路径规划参数：

- 起点坐标：机器人的初始位置（栅格行列索引） - 终点坐标：目标位置（栅格行列索引） - 障碍物信息：n×2矩阵，每行表示一个障碍物的行列索引

1. 算法参数：

- 启发函数权重 - 搜索步长等可调参数

运行系统

配置完参数后，运行系统即可开始路径规划仿真。系统将自动完成以下过程：

• 栅格地图构建
• 最优路径搜索
• 轨迹动画演示
• 性能数据输出

输出结果

1. 规划路径：m×2矩阵，按顺序存储最优路径点的行列索引
2. 规划过程数据：搜索节点列表、计算时间、路径长度等统计信息
3. 可视化结果：栅格地图显示、路径轨迹动画、搜索过程动态演示
4. 性能指标：路径可行性报告、算法效率分析

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 运行环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 内存需求：至少4GB RAM（建议8GB以上）
• 存储空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能，包括栅格地图的初始化构建、障碍物信息的处理与地图标注、A*搜索算法的完整实现与执行、最优路径的计算与提取、规划过程数据的记录与分析，以及可视化仿真界面的生成与动态演示。该文件作为系统的总控单元，协调各模块间的数据流转与功能调用，确保从参数输入到结果输出的完整流程顺利执行。