✅作者简介热爱科研的Matlab仿真开发者擅长数据处理、建模仿真、程序设计、完整代码获取、论文复现及科研仿真。 往期回顾关注个人主页Matlab科研工作室个人信条格物致知,完整Matlab代码获取及仿真咨询内容私信。内容介绍本文针对不确定性二维路径规划问题如未知障碍物探测、环境参数噪声、目标位置不确定提出融合信息增益Information Gain, IG的改进 RRT 算法 ——IG-RRT。该算法在传统 RRT “无碰撞路径搜索” 的基础上通过量化路径对环境不确定性的 “探测与消解能力”信息增益实现 “路径长度最短 碰撞风险最低 信息增益最大” 的多目标优化。方案适用于移动机器人、无人机等在未知 / 半未知环境中的自主导航附完整代码与可视化分析可直接验证效果一、核心设计理念与创新点1.1 不确定性场景定义贴近实际应用二维路径规划的不确定性主要来源于环境不确定性障碍物位置 / 形状存在探测噪声如传感器测量误差服从高斯分布、部分区域未探测未知障碍物状态不确定性机器人自身位姿测量噪声、目标位置不确定如动态目标的预测误差。本文聚焦环境障碍物位置不确定性用概率分布描述障碍物位置通过路径主动探测降低不确定性提升导航安全性。1.2 IG-RRT 核心创新信息增益量化建模将 “路径覆盖的探测区域对不确定性的消解能力” 转化为可计算的信息增益基于香农熵减避免盲目探测启发式采样策略在 RRT 随机采样中融入信息增益导向优先采样信息增益高的区域提升搜索效率减少无效扩展多目标代价函数综合路径长度最小化、碰撞概率最小化、信息增益最大化平衡 “导航效率” 与 “不确定性消解”动态不确定性更新路径规划过程中基于探测结果实时更新环境不确定性信息融合实现 “规划 - 探测 - 再规划” 的闭环。⛳️ 运行结果 部分代码function obstacle_edge obstacle_quad()% Defines an obstacle as a set of edges% each edge is defined by: start point, end point, slope, and Y_axis% intercept% Obstacle_1x(1).vertex [0.2,0.2];vertex_index length(x);x(end1).vertex [0.4,0.2];x(end1).vertex [0.4,0.4];x(end1).vertex [0.20,0.4];for ivertex_index:length(x)obstacle_edge(i).start x(i).vertex;if (i~length(x))obstacle_edge(i).end x(i1).vertex;elseobstacle_edge(i).end x(vertex_index).vertex;endobstacle_edge(i).slope (obstacle_edge(i).start(2)-obstacle_edge(i).end(2))/...(obstacle_edge(i).start(1)-obstacle_edge(i).end(1));obstacle_edge(i).y_inter obstacle_edge(i).start(2) -...obstacle_edge(i).slope*obstacle_edge(i).start(1);end% Obstacle_2x(end1).vertex [0.2,0.6];vertex_index length(x);x(end1).vertex [0.4,0.6];x(end1).vertex [0.4,0.8];x(end1).vertex [0.2,0.8];for ivertex_index:length(x)obstacle_edge(i).start x(i).vertex;if (i~length(x))obstacle_edge(i).end x(i1).vertex;elseobstacle_edge(i).end x(vertex_index).vertex;endobstacle_edge(i).slope (obstacle_edge(i).start(2)-obstacle_edge(i).end(2))/...(obstacle_edge(i).start(1)-obstacle_edge(i).end(1));obstacle_edge(i).y_inter obstacle_edge(i).start(2) -...obstacle_edge(i).slope*obstacle_edge(i).start(1);end% Obstacle_3x(end1).vertex [0.5,0.5];vertex_index length(x);x(end1).vertex [0.7,0.5];x(end1).vertex [0.7,0.7];x(end1).vertex [0.5,0.7];for ivertex_index:length(x)obstacle_edge(i).start x(i).vertex;if (i~length(x))obstacle_edge(i).end x(i1).vertex;elseobstacle_edge(i).end x(vertex_index).vertex;endobstacle_edge(i).slope (obstacle_edge(i).start(2)-obstacle_edge(i).end(2))/...(obstacle_edge(i).start(1)-obstacle_edge(i).end(1));obstacle_edge(i).y_inter obstacle_edge(i).start(2) -...obstacle_edge(i).slope*obstacle_edge(i).start(1);endend 参考文献 部分理论引用网络文献若有侵权联系博主删除 关注我领取海量matlab电子书和数学建模资料团队擅长辅导定制多种科研领域MATLAB仿真助力科研梦 各类智能优化算法改进及应用生产调度、经济调度、装配线调度、充电优化、车间调度、发车优化、水库调度、三维装箱、物流选址、货位优化、公交排班优化、充电桩布局优化、车间布局优化、集装箱船配载优化、水泵组合优化、解医疗资源分配优化、设施布局优化、可视域基站和无人机选址优化、背包问题、 风电场布局、时隙分配优化、 最佳分布式发电单元分配、多阶段管道维修、 工厂-中心-需求点三级选址问题、 应急生活物质配送中心选址、 基站选址、 道路灯柱布置、 枢纽节点部署、 输电线路台风监测装置、 集装箱调度、 机组优化、 投资优化组合、云服务器组合优化、 天线线性阵列分布优化、CVRP问题、VRPPD问题、多中心VRP问题、多层网络的VRP问题、多中心多车型的VRP问题、 动态VRP问题、双层车辆路径规划2E-VRP、充电车辆路径规划EVRP、油电混合车辆路径规划、混合流水车间问题、 订单拆分调度问题、 公交车的调度排班优化问题、航班摆渡车辆调度问题、选址路径规划问题、港口调度、港口岸桥调度、停机位分配、机场航班调度、泄漏源定位、冷链、时间窗、多车场等、选址优化、港口岸桥调度优化、交通阻抗、重分配、停机位分配、机场航班调度、通信上传下载分配优化 机器学习和深度学习时序、回归、分类、聚类和降维2.1 bp时序、回归预测和分类2.2 ENS声神经网络时序、回归预测和分类2.3 SVM/CNN-SVM/LSSVM/RVM支持向量机系列时序、回归预测和分类2.4 CNN|TCN|GCN卷积神经网络系列时序、回归预测和分类2.5 ELM/KELM/RELM/DELM极限学习机系列时序、回归预测和分类2.6 GRU/Bi-GRU/CNN-GRU/CNN-BiGRU门控神经网络时序、回归预测和分类2.7 ELMAN递归神经网络时序、回归\预测和分类2.8 LSTM/BiLSTM/CNN-LSTM/CNN-BiLSTM/长短记忆神经网络系列时序、回归预测和分类2.9 RBF径向基神经网络时序、回归预测和分类2.10 DBN深度置信网络时序、回归预测和分类2.11 FNN模糊神经网络时序、回归预测2.12 RF随机森林时序、回归预测和分类2.13 BLS宽度学习时序、回归预测和分类2.14 PNN脉冲神经网络分类2.15 模糊小波神经网络预测和分类2.16 时序、回归预测和分类2.17 时序、回归预测预测和分类2.18 XGBOOST集成学习时序、回归预测预测和分类2.19 Transform各类组合时序、回归预测预测和分类方向涵盖风电预测、光伏预测、电池寿命预测、辐射源识别、交通流预测、负荷预测、股价预测、PM2.5浓度预测、电池健康状态预测、用电量预测、水体光学参数反演、NLOS信号识别、地铁停车精准预测、变压器故障诊断图像处理方面图像识别、图像分割、图像检测、图像隐藏、图像配准、图像拼接、图像融合、图像增强、图像压缩感知 路径规划方面旅行商问题TSP、车辆路径问题VRP、MVRP、CVRP、VRPTW等、无人机三维路径规划、无人机协同、无人机编队、机器人路径规划、栅格地图路径规划、多式联运运输问题、 充电车辆路径规划EVRP、 双层车辆路径规划2E-VRP、 油电混合车辆路径规划、 船舶航迹规划、 全路径规划规划、 仓储巡逻、公交车时间调度、水库调度优化、多式联运优化 无人机应用方面无人机路径规划、无人机控制、无人机编队、无人机协同、无人机任务分配、无人机安全通信轨迹在线优化、车辆协同无人机路径规划、 通信方面传感器部署优化、通信协议优化、路由优化、目标定位优化、Dv-Hop定位优化、Leach协议优化、WSN覆盖优化、组播优化、RSSI定位优化、水声通信、通信上传下载分配 信号处理方面信号识别、信号加密、信号去噪、信号增强、雷达信号处理、信号水印嵌入提取、肌电信号、脑电信号、信号配时优化、心电信号、DOA估计、编码译码、变分模态分解、管道泄漏、滤波器、数字信号处理传输分析去噪、数字信号调制、误码率、信号估计、DTMF、信号检测电力系统方面微电网优化、无功优化、配电网重构、储能配置、有序充电、MPPT优化、家庭用电、电/冷/热负荷预测、电力设备故障诊断、电池管理系统BMSSOC/SOH估算粒子滤波/卡尔曼滤波、 多目标优化在电力系统调度中的应用、光伏MPPT控制算法改进扰动观察法/电导增量法、电动汽车充放电优化、微电网日前日内优化、储能优化、家庭用电优化、供应链优化 元胞自动机方面交通流 人群疏散 病毒扩散 晶体生长 金属腐蚀 雷达方面卡尔曼滤波跟踪、航迹关联、航迹融合、SOC估计、阵列优化、NLOS识别 车间调度零等待流水车间调度问题NWFSP、置换流水车间调度问题PFSP、混合流水车间调度问题HFSP、零空闲流水车间调度问题NIFSP、分布式置换流水车间调度问题 DPFSP、阻塞流水车间调度问题BFSP5 往期回顾扫扫下方二维码