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🔊博主简介：985研究生，Matlab领域科研开发者；
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①Matlab路径规划（进阶版）
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⛄一、A_star算法三机器人仓储巡逻路径规划
A*算法是一种启发式搜索算法，结合了Dijkstra算法的最短路径保证和贪心算法的效率，适用于多机器人仓储巡逻路径规划。以下是具体实现方法和关键点：
1 环境建模与地图表示
将仓储环境建模为栅格地图或拓扑地图，每个栅格或节点代表一个可通行区域。障碍物和货架占据的栅格标记为不可通行。
使用二维数组或图结构存储地图信息，每个节点包含坐标、通行状态和启发式信息。
2 多机器人路径规划策略
为每个机器人分配独立的起点和目标点，采用分时或分区策略避免冲突。使用时间窗或预约表机制协调机器人之间的路径。
引入冲突检测与解决机制，当多个机器人路径交叉时，动态调整优先级或重新规划部分路径。
3 A*算法实现步骤
定义启发式函数，通常使用曼哈顿距离或欧几里得距离估算当前节点到目标节点的代价：
h ( n ) = ∣ x 1 − x 2 ∣ + ∣ y 1 − y 2 ∣ h(n) = |x_1 - x_2| + |y_1 - y_2|h(n)=∣x1−x2∣+∣y1−y2∣
或
h ( n ) = ( x 1 − x 2 ) 2 + ( y 1 − y 2 ) 2 h(n) = \sqrt{(x_1 - x_2)^2 + (y_1 - y_2)^2}h(n)=(x1−x2)2+(y1−y2)2
维护开放列表和关闭列表，开放列表存储待探索节点，关闭列表存储已探索节点。每次从开放列表中选择f(n)=g(n)+h(n)值最小的节点进行扩展。
4 路径优化与动态调整
引入路径平滑算法消除不必要的转折，如B样条曲线或贝塞尔曲线拟合。考虑机器人动力学约束，确保路径可执行。
实现动态重规划机制，当环境变化或新任务出现时，局部调整原有路径而非全局重新规划。
5 代码实现示例（Python）
importheapqdefa_star(start,goal,grid):open_set=[]heapq.heappush(open_set,(0,start))came_from={}g_score={start:0}f_score={start:heuristic(start,goal)}whileopen_set:current=heapq.heappop(open_set)[1]ifcurrent==goal:returnreconstruct_path(came_from,current)forneighboringet_neighbors(current,grid):tentative_g=g_score[current]+1ifneighbornoting_scoreortentative_g<g_score[neighbor]:came_from[neighbor]=current g_score[neighbor]=tentative_g f_score[neighbor]=g_score[neighbor]+heuristic(neighbor,goal)heapq.heappush(open_set,(f_score[neighbor],neighbor))returnNonedefheuristic(a,b):returnabs(a[0]-b[0])+abs(a[1]-b[1])6 性能优化技巧
采用分层路径规划策略，先进行粗粒度规划再进行细粒度优化。使用跳点搜索(JPS)等改进算法加速搜索过程。
实现并行化处理，为每个机器人分配独立线程进行路径规划，共享环境信息但独立计算路径。
7 实际应用考虑
考虑电池续航和充电站位置，将能量消耗纳入代价函数。引入任务优先级机制，确保关键区域巡逻频率更高。
定期评估路径效率，基于历史数据调整启发式函数权重，平衡路径长度与巡逻覆盖率。
⛄二、部分源代码
⛄三、运行结果
⛄四、matlab版本及参考文献
1 matlab版本
2014a
2 参考文献
[1]丁佳鹏.求解多智能体路径规划问题的改进大邻域搜索算法研究[D].华中科技大学. 2024
3 备注
简介此部分摘自互联网，仅供参考，若侵权，联系删除
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1 各类智能优化算法改进及应用
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2 机器学习和深度学习方面
卷积神经网络（CNN）、LSTM、支持向量机（SVM）、最小二乘支持向量机（LSSVM）、极限学习机（ELM）、核极限学习机（KELM）、BP、RBF、宽度学习、DBN、RF、RBF、DELM、XGBOOST、TCN实现风电预测、光伏预测、电池寿命预测、辐射源识别、交通流预测、负荷预测、股价预测、PM2.5浓度预测、电池健康状态预测、水体光学参数反演、NLOS信号识别、地铁停车精准预测、变压器故障诊断
3 图像处理方面
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4 路径规划方面
旅行商问题（TSP）、车辆路径问题（VRP、MVRP、CVRP、VRPTW等）、无人机三维路径规划、无人机协同、无人机编队、机器人路径规划、栅格地图路径规划、多式联运运输问题、车辆协同无人机路径规划、天线线性阵列分布优化、车间布局优化
5 无人机应用方面
无人机路径规划、无人机控制、无人机编队、无人机协同、无人机任务分配
6 无线传感器定位及布局方面
传感器部署优化、通信协议优化、路由优化、目标定位优化、Dv-Hop定位优化、Leach协议优化、WSN覆盖优化、组播优化、RSSI定位优化
7 信号处理方面
信号识别、信号加密、信号去噪、信号增强、雷达信号处理、信号水印嵌入提取、肌电信号、脑电信号、信号配时优化
8 电力系统方面
微电网优化、无功优化、配电网重构、储能配置
9 元胞自动机方面
交通流 人群疏散 病毒扩散 晶体生长
10 雷达方面
卡尔曼滤波跟踪、航迹关联、航迹融合
