【导语】:一个实现了机器人技术中常用的路径规划算法的开源库,还有动图直观演示运行过程。该库公开时间不长,在 GitHub 已有 1200+ Star。
简介
在机器人研究领域,给定某一特定任务之后,如何规划机器人的运动方式至关重要。PathPlanning 是使用 Python 实现的存储库,实现了机器人技术中常用的路径规划算法。开发者还为每个算法设计了动画来演示运行过程,相当直观清晰。
项目地址:
https://github.com/zhm-real/P...
这个项目的贡献者目前是 4 位国内开发者。
目录结构
PathPlanning 库实现的路径规划算法包括基于搜索和基于采样的规划算法,目录结构如下:
下面我们直接通过开发者设计的动图了解各个算法的运行过程:
基于搜索的路径规划算法
(1)最佳路径优先搜索算法
"""Best-First Searching@author: huiming zhou"""import osimport sysimport mathimport heapqsys.path.append(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)) + "/../../Search_based_Planning/")from Search_2D import plotting, envfrom Search_2D.Astar import AStarclass BestFirst(AStar): """BestFirst set the heuristics as the priority """ def searching(self): """ Breadth-first Searching. :return: path, visited order """ self.PARENT[self.s_start] = self.s_start self.g[self.s_start] = 0 self.g[self.s_goal] = math.inf heapq.heappush(self.OPEN, (self.heuristic(self.s_start), self.s_start)) while self.OPEN: _, s = heapq.heappop(self.OPEN) self.CLOSED.append(s) if s == self.s_goal: break for s_n in self.get_neighbor(s): new_cost = self.g[s] + self.cost(s, s_n) if s_n not in self.g: self.g[s_n] = math.inf if new_cost < self.g[s_n]: # conditions for updating Cost self.g[s_n] = new_cost self.PARENT[s_n] = s # best first set the heuristics as the priority heapq.heappush(self.OPEN, (self.heuristic(s_n), s_n)) return self.extract_path(self.PARENT), self.CLOSEDdef main(): s_start = (5, 5) s_goal = (45, 25) BF = BestFirst(s_start, s_goal, 'euclidean') plot = plotting.Plotting(s_start, s_goal) path, visited = BF.searching() plot.animation(path, visited, "Best-first Searching") # animationif __name__ == '__main__': main()
(2)Dijkstra搜索算法
(3)A*搜索算法.gif)
(4)双向A* 搜索算法
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(5)重复 A*搜索算法
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(6)ARA* 搜索算法
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(7)LRTA* 搜索算法
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(8)RTAA* 搜索算法
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(9)D* 搜索算法
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(10)终身规划 A* 搜索算法
(11)Anytime D* 搜索算法:变动较小
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(12)Anytime D* 搜索算法:变动较大
基于采样的路径规划算法
(1)RRT 算法
(2)目标偏好 RRT 算法
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(3)RRT\_CONNECT 算法
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(4)Extended\_RRT 算法
(5)动态 RRT 算法
(6)N = 10000 时,rrt * 算法
(7)N = 1000 时,rrt*-Smart 算法
(8)FMT* 算法
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(9)N =1000 时,Informed rrt * 算法
(10)BIT* 算法
.gif)
以上是开发者设计的动画,是不是很直观生动呢?对路径规划算法感兴趣的童鞋可以到项目主页详细了解。
开源前哨
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