开源了！机器人技术常用的路径规划算法（含动画演示）

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mob604756e4bbe8 2021-03-21 13:02:59

文章标签 机器人技术 文章分类 数据结构与算法人工智能

【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/PathPlanning

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：

开源了！机器人技术常用的路径规划算法（含动画演示）_机器人技术

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

开源了！机器人技术常用的路径规划算法（含动画演示）_机器人技术_02

"""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搜索算法开源了！机器人技术常用的路径规划算法（含动画演示）_机器人技术_03