Matlab实现A*算法进行路径规划及路径长度计算

本文将介绍如何使用Matlab实现A*算法进行路径规划，并提供详细代码讲解如何计算路径长度以及可视化路径和地图信息。

代码实现matlabclear;clc;

% 初始化地图pic = imread('map.png'); % 读取图像pic_gray = rgb2gray(pic);thresh = 0.9; % 根据实际需求取值map = imbinarize(pic_gray, thresh); % thresh=0.5 表示将灰度 128 以下的像素全部变为黑色，灰度在 128 以上的像素全部变为白色。map = imcomplement(map); % 二值取反

% 起点坐标和目标点坐标[x, y]，分别对应列序号和行序号q_start = [50, 50];q_goal = [450, 450];

%% 路径规划tic[edges, path, vertices] = Astar(map, q_start, q_goal); % A*算法

%% 计算路径长度lengthofpath = 0;[path_num, ~] = size(path);for n = 2 : path_num lengthofpath = lengthofpath + norm(double(path(n-1, :)) - double(path(n, :)));end

%% 画图imshow(int32(1 - map), []);title('A路径规划');hold on;[edgesRowCount, ~] = size(edges);for ii = 1 : edgesRowCount plot(vertices(ii, 1), vertices(ii, 2), 'cyan.', 'linewidth', 1);endplot(q_start(1), q_start(2), 'rp', 'linewidth', 1);plot(q_goal(1), q_goal(2), 'r', 'linewidth', 1);[pathCount, ~] = size(path);for ii = 1 : pathCount - 1 plot(path(ii, 1), path(ii, 2), 'r.', 'linewidth', 1);end

% 显示路径长度text(q_goal(1)+10, q_goal(2), sprintf('路径长度：%.2f', lengthofpath), 'Color', 'r');

代码解读

地图初始化: - 读取地图图片 map.png。 - 将图像转换为灰度图，并使用阈值将其转换为二值图像。 - 反转二值图像，使障碍物为黑色，可通行区域为白色。2. 设置起点和终点: - 定义起点 q_start 和终点 q_goal 的坐标。3. A*算法路径规划: - 调用 Astar 函数执行 A* 算法，得到路径信息 path，以及其他辅助信息 edges 和 vertices。4. 计算路径长度: - 遍历路径上的每个节点，计算相邻节点之间的欧氏距离，并将所有距离累加得到总路径长度。5. 可视化路径和地图: - 显示地图图像，并使用不同颜色和标记绘制起点、终点、路径和边缘节点。 - 在图像上添加文本，显示计算得到的路径长度。

注意事项

代码中的 Astar 函数需要用户自行实现，该函数应根据输入的地图和起点终点信息，返回规划的路径。- 可以根据实际需求修改地图图片、起点终点坐标、阈值等参数。