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plannerAStar

Planificador de rutas A* basado en gráficos

Desde R2023a

Descripción

El objeto plannerAStar crea un planificador de rutas A* a partir de un objeto gráfico. El algoritmo A* encuentra la ruta más corta en el gráfico utilizando una función heurística para guiar eficientemente su exploración de los nodos.

Creación

Sintaxis

planner = plannerAStar(graph)

planner = plannerAStar(___,Name=Value)

Descripción

planner = plannerAStar(graph) crea un objeto plannerAStar a partir de un objeto navGraph, graph. La entrada graph establece el valor de la propiedad Graph.

planner = plannerAStar(___,Name=Value) establece propiedades utilizando uno o más argumentos de nombre-valor además del argumento de entrada en la sintaxis anterior. Puede especificar las propiedades HeuristicCostFcn y TieBreaker como argumentos de nombre-valor.

Propiedades

Graph — Objeto gráfico del entorno de planificación.

objeto navGraph

Objeto gráfico del entorno de planificación, especificado como un objeto navGraph. Si utiliza un objeto digraph, primero debe convertirlo en un objeto navGraph. El planificador utiliza los pesos de los enlaces (o bordes) del objeto navGraph para calcular el costo de la ruta.

HeuristicCostFcn — Función de coste heurística entre estado y objetivo en gráfico

@nav.algs.distanceManhattan (predeterminado) | @nav.algs.distanceEuclidean | @nav.algs.distanceEuclideanSquared | identificador de función de coste personalizado

El costo heurístico entre un estado y el objetivo en un gráfico, especificado como uno de los identificadores de función de costo predefinidos, @nav.algs.distanceManhattan, @nav.algs.distanceEuclidean o @nav.algs.distanceEuclideanSquared, o un identificador de función de costo personalizado.

La función de costo debe aceptar dos matrices N por S, state1 y state2, donde N es el número de estados y S es la longitud del vector de estados. La función debe devolver un vector columna de costos heurísticos de N, H. Si N es el mismo para ambas entradas, entonces H contiene los costos por pares entre los estados. De lo contrario, una matriz debe tener una sola fila y H contiene el costo entre ese estado y cada estado en la matriz opuesta. Vectorice la función de costes personalizada para obtener el mejor rendimiento.

Ejemplo: HeuristicCostFcn=@nav.algs.distanceEuclidean

Ejemplo: HeuristicCostFcn=@(state1,state2)nav.algs.distanceManhattan(state1,state2,weight)

Ejemplo: HeuristicCostFcn=@(state1,state2)sqrt(sum((state1-state2).^2,2))

Tipos de datos: function_handle

TieBreaker — Alternar modo de desempate

false o 0 (predeterminado) | true o 1

Interruptor de modo de desempate, especificado como 0 (false) o 1 (true) lógico. Cuando habilita la propiedad TieBreaker, el planificador de rutas A* elige entre múltiples rutas de la misma longitud ajustando el valor del costo heurístico.

Ejemplo: TieBreaker=true

Tipos de datos: logical

Funciones del objeto

plan	Encuentra la ruta más corta entre dos estados en el gráfico
copy	Cree una copia profunda del objeto del planificador de ruta A*

Ejemplos

Planifique la ruta más corta entre dos estados en el gráfico utilizando A-Star Path Planner

Cargue la red de carreteras de Queensland.

load("queenslandRoutes","places","routes")

Especifique estados, vínculos y pesos para un objeto navGraph.

states = places.utm;               % UTM coordinates of cities
names = places.name;               % Names of cities
links = [routes.start routes.end]; % Adjacent cities
weights = routes.time;             % Travel time between adjacent cities

Cree un objeto navGraph.

graphObj = navGraph(states,links,Weight=weights, ...
                    Name=names);

Cree un planificador de rutas A* basado en gráficos.

planner = plannerAStar(graphObj);

Crea una copia profunda del objeto plannerAStar.

planner2 = copy(planner)

planner2 = 
  plannerAStar with properties:

    HeuristicCostFcn: @nav.algs.distanceManhattan
          TieBreaker: 0
               Graph: [1×1 navGraph]

Especificar una función heurística devuelve un tiempo estimado para alcanzar el objetivo.

planner.HeuristicCostFcn = @(state1,state2) ...
    sum(abs(state1-state2),2)/100;

Definir las ciudades de inicio y destino.

start = "Hughenden";
goal = "Brisbane";

Encuentre la ruta más corta utilizando el algoritmo A* basado en gráficos.

[pathOutput,solutionInfo] = plan(planner,start,goal);

Visualiza los resultados.

h = show(graphObj);
set(h,XData=graphObj.States.StateVector(:,1), ...
      YData=graphObj.States.StateVector(:,2))
pathStateIDs = solutionInfo.PathStateIDs;
highlight(h,pathStateIDs,EdgeColor="#EDB120",LineWidth=4)
highlight(h,pathStateIDs(1),NodeColor="#77AC30",MarkerSize=5)
highlight(h,pathStateIDs(end),NodeColor="#D95319",MarkerSize=5)

Capacidades ampliadas

Generación de código C/C++

Genere código C y C++ mediante MATLAB® Coder™.

Indicaciones y limitaciones de uso:

• Para utilizar HeuristicCostFcn en el flujo de trabajo de generación de código, esta propiedad debe establecerse en un identificador de función durante la creación del objeto.

• DynamicMemoryAllocation="off" no es compatible.

Historial de versiones

Introducido en R2023a

Consulte también

Objetos

• navGraph | digraph

Funciones

• plan | copy