MATLAB移动机器人路径规划仿真系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，实现移动机器人全局与局部路径规划功能，集成环境建模、路径搜索、动态避障及可视化仿真模块，支持栅格与连续空间建模，完整模拟机器人从起点到终点的智能运动过程。

详 情 说 明

基于MATLAB的移动机器人全局与局部路径规划仿真系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB开发的移动机器人智能路径规划仿真系统。系统集成了环境建模、路径搜索、动态避障和可视化仿真四大核心模块，能够模拟机器人在复杂环境中的导航过程。系统支持栅格地图与连续空间两种环境建模方式，可实现对机器人从起点到终点完整运动过程的仿真，并具备实时路径重规划能力，当检测到突发障碍物时能够动态调整运动路径。仿真界面可直观显示机器人运动轨迹、规划路径节点及环境障碍物信息，适用于室内导航、仓储物流等应用场景的算法验证与性能评估。

功能特性

• 多算法集成：集成了A*算法、Dijkstra算法等全局路径规划算法，以及动态窗口法(DWA)等局部路径规划算法
• 双环境建模：支持栅格地图（二维矩阵表示）与连续空间两种环境建模方式
• 动态避障能力：具备实时障碍物检测与路径重规划功能，可应对突发障碍物场景
• 全面可视化：提供实时仿真界面，动态显示机器人运动轨迹、规划路径及环境信息
• 性能评估：输出路径长度、规划时间、平滑度等多项性能指标
• 结果导出：支持仿真过程动画保存（GIF/视频格式）及运动控制指令导出

使用方法

基本输入参数

1. 环境地图数据：提供二维矩阵（0表示可通行区域，1表示障碍物）或自定义地图文件
2. 起点与终点坐标：指定机器人的起始位置[x_start, y_start]和目标位置[x_goal, y_goal]
3. 机器人参数：配置最大速度、加速度、转弯半径等运动约束条件
4. 障碍物动态信息（可选）：如需测试动态避障功能，可输入实时障碍物位置坐标序列

运行流程

1. 配置系统参数文件或直接在主程序中设置输入参数
2. 运行主程序启动仿真系统
3. 系统自动进行环境建模并执行路径规划
4. 观察仿真界面中的机器人运动过程
5. 获取输出的路径坐标序列、性能指标及控制指令

结果输出

系统运行后将生成以下结果：

• 最优路径坐标序列（n×2维矩阵）
• 路径规划可视化图形
• 路径性能指标（路径长度、规划时间、平滑度）
• 运动控制指令（速度、角速度时间序列）
• 仿真过程动画文件（可选保存为GIF或视频格式）

系统要求

• MATLAB版本：R2018b或更高版本
• 必需工具箱：

- MATLAB基础模块 - 图像处理工具箱（Image Processing Toolbox） - 优化工具箱（Optimization Toolbox，部分功能可选）

• 硬件配置：建议4GB以上内存，支持OpenGL的显卡

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能，包括仿真环境初始化、全局与局部路径规划算法的调用、机器人运动控制逻辑的实现以及可视化仿真界面的生成。该文件负责协调各功能模块的工作流程，处理用户输入的参数配置，执行路径规划计算，动态模拟机器人的运动过程，并最终输出规划结果与性能数据。通过该文件，用户可以完整地体验从环境建模到路径规划再到运动仿真的全流程。