基于MATLAB的机器人动态避障仿真系统

资 源 简 介

本项目使用MATLAB实现二维栅格环境建模与机器人路径规划，集成静态/动态障碍物模拟、差分驱动运动学模型及多种避障算法（人工势场法、A*、动态窗口法），支持实时仿真可视化，适用于移动机器人算法验证与教学演示。

详 情 说 明

基于二维空间环境建模与路径规划的机器人动态避障仿真系统

项目介绍

本项目是一个针对差分驱动轮式机器人的动态避障仿真平台。系统可实现二维栅格环境的建模，集成多种经典路径规划与避障算法，通过可视化界面实时展示机器人在动态障碍物环境中的运动过程，并对其避障性能进行系统评估。该系统为机器人导航算法的研究、验证与比较提供了高效的仿真环境。

功能特性

1. 环境建模：支持构建包含静态障碍物与动态移动障碍物的二维栅格地图，动态障碍物可配置不同的运动模式与参数。
2. 机器人仿真：实现了差分驱动轮式机器人的运动学模型，模拟其运动控制与轨迹生成。
3. 多算法集成：集成了人工势场法、A*全局路径规划算法以及动态窗口法（DWA）等避障算法。
4. 实时可视化：提供图形界面，实时显示机器人运动轨迹、障碍物动态变化及规划路径。
5. 性能评估：内置碰撞检测机制，并可计算避障成功率、路径长度、运动时间等多种评估指标。

使用方法

1. 配置环境：编辑环境配置文件（JSON格式），定义静态/动态障碍物的位置、尺寸及运动参数。
2. 设置参数：在配置文件中指定机器人的初始位姿、目标点、运动能力（速度、加速度）以及所选算法的相关参数。
3. 运行仿真：启动主程序，系统将加载配置并开始仿真。在可视化窗口中可观察实时运行情况。
4. 查看结果：仿真结束后，系统将输出路径规划结果、性能评估数据及轨迹文件，并生成算法对比报告。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 编程语言：MATLAB
• 必要工具包：MATLAB R2018b 或更高版本

文件说明

主程序文件实现了系统的核心调度与仿真流程。其主要功能包括：初始化仿真环境与图形界面；读取并解析用户输入的配置参数；根据所选算法调用相应的路径规划与动态避障模块；控制仿真步进，实时更新机器人及动态障碍物的状态并进行碰撞检测；最后负责数据的可视化渲染以及仿真结果与评估指标的输出。