路径规划中环境状态列表的意义列举相应公式
路径规划中,环境状态列表表示机器人在不同时刻所处的状态,包括位置、速度、朝向等信息。环境状态列表是路径规划算法的输入之一,用于计算机器人在不同状态下的代价值,并决定最优路径。
具体来说,环境状态列表包括以下信息:
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位置信息:表示机器人在平面坐标系中的位置,通常用二维坐标表示。
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速度信息:表示机器人在不同状态下的速度,可以用向量表示。
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朝向信息:表示机器人在不同状态下的朝向,通常用角度表示。
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其他信息:根据实际需求,还可以添加其他信息,比如机器人的加速度、转弯半径等。
在路径规划中,环境状态列表的作用是计算机器人在不同状态下的代价值,即根据机器人当前状态和目标状态之间的距离、障碍物等因素,计算机器人到达目标状态的代价值,并选择最小代价的路径作为最优路径。
常用的计算代价值的公式包括:
- 曼哈顿距离:用于计算机器人在平面坐标系中从当前位置到目标位置的距离,公式为:
$D(x,y) = |x_{target} - x_{current}| + |y_{target} - y_{current}|$
- 欧几里得距离:用于计算机器人在平面坐标系中从当前位置到目标位置的距离,公式为:
$D(x,y) = \sqrt{(x_{target} - x_{current})^2 + (y_{target} - y_{current})^2}$
- 切比雪夫距离:用于计算机器人在平面坐标系中从当前位置到目标位置的距离,公式为:
$D(x,y) = max(|x_{target} - x_{current}|, |y_{target} - y_{current}|)$
- 代价值函数:根据机器人当前状态和目标状态之间的距离、障碍物等因素,计算机器人到达目标状态的代价值,公式为:
$C(x,y) = g(x,y) + h(x,y)$
其中,$g(x,y)$表示从起始状态到当前状态的代价值,$h(x,y)$表示从当前状态到目标状态的估计代价值。
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