基于Astar算法的栅格地图最优路径搜索matlab仿真,可以修改任意数量栅格
1.算法描述
Astar算法是一种图形搜索算法,常用于寻路。它是个以广度优先搜索为基础,集Dijkstra算法与最佳优先(best fit)算法特点于一身的一种 算法。它通过下面这个函数来计算每个节点的优先级,然后选择优先级最高的节点作为下一个待遍历的节点。
AStar(又称 A*),它结合了 Dijkstra 算法的节点信息(倾向于距离起点较近的节点)和贪心算法的最好优先搜索算法信息(倾向于距离目标较近的节点)。可以像 Dijkstra 算法一样保证找到最短路径,同时也像贪心最好优先搜索算法一样使用启发值对算法进行引导。简单点说,AStar的核心在于将游戏背景分为一个又一个格子,每个格子有自己的靠谱值,然后通过遍历起点的格子去找到周围靠谱的格子,接着继续遍历周围…… 最终找到终点。
实现步骤:
1.把起始格添加到开启列表。
2.重复如下的工作:
a) 寻找开启列表中估量代价F值最低的格子。我们称它为当前格。
b) 把它切换到关闭列表。
c) 对相邻的8格中的每一个进行如下操作
* 如果它不可通过或者已经在关闭列表中,略过它。反之如下。
* 如果它不在开启列表中,把它添加进去。把当前格作为这一格的父节点。记录这一格的F,G,和H值。
* 如果它已经在开启列表中,用G值为参考检查新的路径是否更好。更低的G值意味着更好的路径。如果是这样,就把这一格的父节点改成当前格,并且重新计算这一格的G和F值。如果你保持你的开启列表按F值排序,改变之后你可能需要重新对开启列表排序。
d) 停止,
* 把目标格添加进了关闭列表(注解),这时候路径被找到,或者
* 没有找到目标格,开启列表已经空了。这时候,路径不存在。
3.保存路径。从目标格开始,沿着每一格的父节点移动直到回到起始格。这就是你的路径。
2.仿真效果预览
matlab2022a仿真结果如下:
3.MATLAB核心程序
while ~max(ismember(setopen,goalposind))&&~isempty(setopen) [temp,ii]=min(setopencosts+setopenheuristics); [costs,heuristics,posinds]=findfvalue(setopen(ii),setopencosts(ii),field,goalposind); setclose=[setclose;setopen(ii)];setclosecosts=[setclosecosts;setopencosts(ii)]; if ii>1&&ii<length(setopen) setopen=[setopen(1:ii-1);setopen(ii+1:end)]; setopencosts=[setopencosts(1:ii-1);setopencosts(ii+1:end)]; setopenheuristics=[setopenheuristics(1:ii-1);setopenheuristics(ii+1:end)]; elseif 1==ii setopen=[setopen(ii+1:end)]; setopencosts=[setopencosts(ii+1:end)]; setopenheuristics=[setopenheuristics(ii+1:end)]; else setopen=[setopen(ii+1:end)]; setopencosts=[setopencosts(ii+1:end)]; setopenheuristics=[setopenheuristics(ii+1:end)]; end for jj=1:length(posinds) if ~isinf(costs(jj)) if ~max([setopen;setclose]==posinds(jj)) fieldpointers{posinds(jj)}=movementdirection(jj); setopen = [setopen; posinds(jj)]; setopencosts = [setopencosts; costs(jj)]; setopenheuristics = [setopenheuristics; heuristics(jj)]; elseif max(setopen==posinds(jj)) i=find(setopen==posinds(jj)); if setopencosts(i)>costs(jj) setopencosts(i)=costs(jj); setopenheuristics(i)=heuristics(jj); fieldpointers{setopen(i)}=movementdirection(jj); end else i=find(setclose==posinds(jj)); if setclosecosts(i)>costs(jj) setclosecosts(i)=costs(jj); fieldpointers{setclose(i)}=movementdirection(jj); end end end end if isempty(setopen) break; end