MATLAB无人机多场景可重构路径规划仿真平台

资 源 简 介

本项目基于MATLAB实现二维平面上无人机/机器人的智能路径规划仿真系统，支持自定义环境建模（栅格地图、障碍物分布等），内置A*、RRT、人工势场等多种经典路径规划算法，适用于教学与研究场景。

详 情 说 明

基于MATLAB的无人机多场景可重构路径规划仿真平台

项目介绍

本项目实现了一个二维平面上无人机/机器人的智能路径规划仿真系统，支持多种经典路径规划算法在不同场景下的性能测试与对比。平台提供直观的可视化界面，便于研究人员和开发者进行算法验证、性能分析和方案优化。

功能特性

• 环境建模灵活：支持自定义栅格地图、障碍物分布、地形高度场等多种环境配置
• 算法库丰富：内置A*、RRT、RRT*、人工势场法等经典路径规划算法
• 可视化完整：实时展示规划路径、算法搜索过程、代价函数热力图
• 性能分析专业：提供路径长度、规划耗时、安全性等多维度算法对比
• 可扩展性强：允许用户通过修改目标函数和约束条件实现算法定制
• 动态避障支持：集成动态障碍物避障技术，可处理移动障碍物场景

使用方法

基本配置

1. 环境设置：定义栅格地图矩阵（0表示可行区域，1表示障碍物）
2. 起点终点：指定起始点和目标点坐标格式为[x_start,y_start; x_goal,y_goal]
3. 算法选择：配置算法参数包括步长、采样次数、代价权重等
4. 动态障碍物：可选配置移动障碍物的轨迹序列

运行流程

运行主程序后，系统将自动完成以下步骤：

• 环境地图加载与显示
• 路径规划算法执行
• 规划过程动态可视化
• 性能数据计算与展示
• 结果对比分析输出

输出结果

• 规划路径：最优路径的节点坐标序列
• 搜索过程：算法扩展节点的动态动画
• 性能指标：路径长度、规划时间、转弯次数等量化数据
• 可视化图表：二维路径图、障碍物分布、代价热力图综合展示

系统要求

• 操作系统：Windows 7/10/11，macOS 10.14+，Linux各主流发行版
• MATLAB版本：R2018b或更高版本
• 必要工具箱：Image Processing Toolbox，Statistics and Machine Learning Toolbox

文件说明

main.m文件作为整个仿真平台的核心控制模块，负责协调系统的完整工作流程。其主要功能包括：初始化仿真环境参数与地图配置；调度各类路径规划算法的执行过程；管理搜索节点扩展与路径优化的可视化展示；收集并分析不同算法的性能指标数据；生成包含路径轨迹、代价分布和障碍物信息的综合结果图表；支持用户通过交互界面调整算法参数和约束条件。