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python画心形代码大全_Python代码合集看点机器人算法、自动导航算法算法大全...

發布時間：2023/12/20 python 29 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 python画心形代码大全_Python代码合集看点机器人算法、自动导航算法算法大全... 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

導讀：本文包含機器人算法、自動導航算法的Python代碼合集。其主要特點有以下三點：選擇了在實踐中廣泛應用的算法；依賴最少、容易閱讀，容易理解每個算法的基本思想。希望閱讀本文后能對你有所幫助。文章來源：圖靈人工智能。

引? 文

環境需求怎樣使用本地化

擴展卡爾曼濾波本地化
無損卡爾曼濾波本地化
粒子濾波本地化
直方圖濾波本地化

映射

高斯網格映射
光線投射網格映射
k均值物體聚類
圓形擬合物體形狀識別

SLAM

迭代最近點匹配
EKF SLAM
FastSLAM 1.0
FastSLAM 2.0
基于圖的SLAM

路徑規劃

動態窗口方式
基于網格的搜索

迪杰斯特拉算法
A*算法
勢場算法

模型預測路徑生成

路徑優化示例
查找表生成示例

狀態晶格規劃

均勻極性采樣(Uniform polar sampling)
偏差極性采樣(Biased polar sampling)
路線采樣(Lane sampling)

隨機路徑圖(PRM)規劃
Voronoi路徑圖規劃
快速搜索隨機樹(RRT)

基本RRT
RRT*
基于Dubins路徑的RRT
基于Dubins路徑的RRT*
基于reeds-shepp路徑的RRT*
Informed RRT*
批量Informed RRT*

三次樣條規劃
B樣條規劃
貝濟埃路徑規劃
五次多項式規劃
Dubins路徑規劃
Reeds Shepp路徑規劃
基于LQR的路徑規劃
Frenet Frame中的最優路徑

路徑跟蹤

純追跡跟蹤
史坦利控制
后輪反饋控制
線性二次regulator(LQR)轉向控制
線性二次regulator(LQR)轉向和速度控制

項目支持

環境需求

Python 3.6.x
numpy
scipy
matplotlib
pandas
cvxpy 0.4.x

怎樣使用

1、安裝必要的庫；2、克隆本代碼倉庫；3、執行每個目錄下的python腳本；4、如果你喜歡，則收藏本代碼庫：)

本地化

擴展卡爾曼濾波本地化

該算法利用擴展卡爾曼濾波器(Extended Kalman Filter, EKF)實現傳感器混合本地化。藍線為真實路徑，黑線為導航推測路徑(dead reckoning trajectory)，綠點為位置觀測(如GPS)，紅線為EKF估算的路徑。紅色橢圓為EKF估算的協方差。

相關閱讀：概率機器人學http://www.probabilistic-robotics.org/

無損卡爾曼濾波本地化

該算法利用無損卡爾曼濾波器(Unscented Kalman Filter, UKF)實現傳感器混合本地化。

線和點的含義與EKF模擬的例子相同。

相關閱讀：利用無差別訓練過的無損卡爾曼濾波進行機器人移動本地化https://www.researchgate.net/publication/267963417_Discriminatively_Trained_Unscented_Kalman_Filter_for_Mobile_Robot_Localization

粒子濾波本地化

該算法利用粒子濾波器(Particle Filter, PF)實現傳感器混合本地化。藍線為真實路徑，黑線為導航推測路徑(dead reckoning trajectory)，綠點為位置觀測(如GPS)，紅線為PF估算的路徑。該算法假設機器人能夠測量與地標(RFID)之間的距離。PF 本地化會用到該測量結果。

相關閱讀：概率機器人學http://www.probabilistic-robotics.org/

直方圖濾波本地化

該算法是利用直方圖濾波器(Histogram filter)實現二維本地化的例子。紅十字是實際位置，黑點是RFID的位置。藍色格子是直方圖濾波器的概率位置。在該模擬中，x，y是未知數，yaw已知。濾波器整合了速度輸入和從 RFID 獲得距離觀測數據進行本地化。不需要初始位置。

相關閱讀：概率機器人學http://www.probabilistic-robotics.org/

映? ? ? 射

高斯網格映射

本算法是二維高斯網格映射(Gaussian grid mapping)的例子。

光線投射網格映射

本算法是二維光線投射網格映射(Ray casting grid map)的例子。

k均值物體聚類

本算法是使用k均值算法進行二維物體聚類的例子。

圓形擬合物體形狀識別

本算法是使用圓形擬合進行物體形狀識別的例子。

藍圈是實際的物體形狀。紅叉是通過距離傳感器觀測到的點。紅圈是使用圓形擬合估計的物體形狀。

SLAM

同時本地化和映射(Simultaneous Localization and Mapping，SLAM)的例子。

迭代最近點匹配

本算法是使用單值解構進行二維迭代最近點(Iterative Closest Point，ICP)匹配的例子。

它能計算從一些點到另一些點的旋轉矩陣和平移矩陣。

相關閱讀：機器人運動介紹：迭代最近點算法https://cs.gmu.edu/~kosecka/cs685/cs685-icp.pdf

EKF SLAM

這是基于擴展卡爾曼濾波的 SLAM 示例。

藍線是真實路徑，黑線是導航推測路徑，紅線是 EKF SLAM 估計的路徑。

綠叉是估計的地標。

相關閱讀：概率機器人學http://www.probabilistic-robotics.org/

FastSLAM 1.0

這是用 FastSLAM 1.0 進行基于特征的 SLAM 的示例。

藍線是實際路徑，黑線是導航推測，紅線是 FastSLAM 的推測路徑。

紅點是 FastSLAM 中的粒子。

黑點是地標，藍叉是 FastLSAM 估算的地標位置。

相關閱讀：概率機器人學http://www.probabilistic-robotics.org/

FastSLAM 2.0

這是用FastSLAM 2.0進行基于特征的SLAM的示例。

動畫的含義與FastSLAM 1.0的情況相同。

相關閱讀：概率機器人學http://www.probabilistic-robotics.org/Tim Bailey的SLAM模擬http://www-personal.acfr.usyd.edu.au/tbailey/software/slam_simulations.htm

基于圖的SLAM

這是基于圖的 SLAM 的示例。

藍線是實際路徑。

黑線是導航推測路徑。

紅線是基于圖的 SLAM 估算的路徑。

黑星是地標，用于生成圖的邊。

相關閱讀：基于圖的SLAM入門http://www2.informatik.uni-freiburg.de/~stachnis/pdf/grisetti10titsmag.pdf

路徑規劃

動態窗口方式

這是使用動態窗口方式(Dynamic Window Approach)進行二維導航的示例代碼。

相關閱讀：用動態窗口方式避免碰撞https://www.ri.cmu.edu/pub_files/pub1/fox_dieter_1997_1/fox_dieter_1997_1.pdf

基于網格的搜索

迪杰斯特拉算法

這是利用迪杰斯特拉(Dijkstra)算法實現的基于二維網格的最短路徑規劃。

動畫中青色點為搜索過的節點。

A*算法

下面是使用A星算法進行基于二維網格的最短路徑規劃。

動畫中青色點為搜索過的節點。啟發算法為二維歐幾里得距離。

勢場算法

下面是使用勢場算法進行基于二維網格的路徑規劃。

動畫中藍色的熱區圖顯示了每個格子的勢能。

相關閱讀：機器人運動規劃：勢能函數https://www.cs.cmu.edu/~motionplanning/lecture/Chap4-Potential-Field_howie.pdf

模型預測路徑生成

下面是模型預測路徑生成的路徑優化示例。算法用于狀態晶格規劃(state lattice planning)。

路徑優化示例

查找表生成示例

相關閱讀：用于帶輪子的機器人的最優不平整地形路徑生成http://journals.sagepub.com/doi/pdf/10.1177/0278364906075328

狀態晶格規劃

這個腳本使用了狀態晶格規劃(state lattice planning)實現路徑規劃。這段代碼通過模型預測路徑生成來解決邊界問題。

相關閱讀：用于帶輪子的機器人的最優不平整地形路徑生成http://journals.sagepub.com/doi/pdf/10.1177/0278364906075328用于復雜環境下的高性能運動機器人導航的可行運動的狀態空間采樣http://www.frc.ri.cmu.edu/~alonzo/pubs/papers/JFR_08_SS_Sampling.pdf

均勻極性采樣(Uniform polar sampling)

偏差極性采樣(Biased polar sampling)

路線采樣(Lane sampling)

隨機路徑圖(PRM)規劃

這個隨機路徑圖(Probabilistic Road-Map，PRM)規劃算法在圖搜索上采用了迪杰斯特拉方法。動畫中的藍點為采樣點。青色叉為迪杰斯特拉方法搜索過的點。紅線為PRM的最終路徑。

相關閱讀：隨機路徑圖https://en.wikipedia.org/wiki/Probabilistic_roadmap

Voronoi路徑圖規劃

這個Voronoi路徑圖(Probabilistic Road-Map，PRM)規劃算法在圖搜索上采用了迪杰斯特拉方法。動畫中的藍點為Voronoi點。青色叉為迪杰斯特拉方法搜索過的點。紅線為Voronoi路徑圖的最終路徑。

相關閱讀：機器人運動規劃https://www.cs.cmu.edu/~motionplanning/lecture/Chap5-RoadMap-Methods_howie.pdf

快速搜索隨機樹(RRT)

基本RRT

這是個使用快速搜索隨機樹(Rapidly-Exploring Random Trees，RRT)的簡單路徑規劃代碼。黑色圓為障礙物，綠線為搜索樹，紅叉為開始位置和目標位置。

RRT*

這是使用RRT*的路徑規劃代碼。黑色圓為障礙物，綠線為搜索樹，紅叉為開始位置和目標位置。

相關閱讀：最優運動規劃的基于增量采樣的算法https://arxiv.org/abs/1005.0416最優運動規劃的基于采樣的算法http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.419.5503&rep=rep1&type=pdf

基于 Dubins 路徑的 RRT

為汽車形機器人提供的使用RRT和dubins路徑規劃的路徑規劃算法。

基于Dubins路徑的RRT*

為汽車形機器人提供的使用RRT*和dubins路徑規劃的路徑規劃算法。

基于reeds-shepp路徑的RRT*

為汽車形機器人提供的使用RRT*和reeds shepp路徑規劃的路徑規劃算法。

Informed RRT*

這是使用Informed RRT*的路徑規劃代碼。青色橢圓為Informed RRT*的啟發采樣域。

相關閱讀：Informed RRT*：通過對可接受的橢球啟發的直接采樣實現最優的基于采樣的路徑規劃https://arxiv.org/pdf/1404.2334.pdf

批量Informed RRT*

這是使用批量Informed RRT*的路徑規劃代碼。

相關閱讀：批量Informed樹(BIT*)：通過對隱含隨機幾何圖形進行啟發式搜索實現基于采樣的最優規劃https://arxiv.org/abs/1405.5848

閉合回路RRT*

使用閉合回路RRT*(Closed loop RRT*)實現的基于車輛模型的路徑規劃。

這段代碼里，轉向控制用的是純追跡算法(pure-pursuit algorithm)。速度控制采用了PID。

相關閱讀：使用閉合回路預測在復雜環境內實現運動規劃http://acl.mit.edu/papers/KuwataGNC08.pdf)應用于自動城市駕駛的實時運動規劃http://acl.mit.edu/papers/KuwataTCST09.pdf[1601.06326]采用閉合回路預測實現最優運動規劃的基于采樣的算法https://arxiv.org/abs/1601.06326

LQR-RRT*

這是個使用LQR-RRT*的路徑規劃模擬。LQR局部規劃采用了雙重積分運動模型。

相關閱讀：LQR-RRT*：使用自動推導擴展啟發實現最優基于采樣的運動規劃http://lis.csail.mit.edu/pubs/perez-icra12.pdfMahanFathi/LQR-RRTstar：LQR-RRT*方法用于單擺相位中的隨機運動規劃https://github.com/MahanFathi/LQR-RRTstar

三次樣條規劃

這是段三次路徑規劃的示例代碼。

這段代碼根據x-y的路點，利用三次樣條生成一段曲率連續的路徑。

每個點的指向角度也可以用解析的方式計算。

B樣條規劃

這是段使用B樣條曲線進行規劃的例子。輸入路點，它會利用B樣條生成光滑的路徑。第一個和最后一個路點位于最后的路徑上。

相關閱讀：B樣條https://en.wikipedia.org/wiki/B-spline

Eta^3樣條路徑規劃

這是使用Eta ^ 3樣條曲線的路徑規劃。

相關閱讀：eta^3-Splines for the Smooth Path Generation of Wheeled Mobile Robotshttps://ieeexplore.ieee.org/document/4339545/

貝濟埃路徑規劃

貝濟埃路徑規劃的示例代碼。根據四個控制點生成貝濟埃路徑。

改變起點和終點的偏移距離，可以生成不同的貝濟埃路徑：

相關閱讀：根據貝濟埃曲線為自動駕駛汽車生成曲率連續的路徑http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.294.6438&rep=rep1&type=pdf

五次多項式規劃

利用五次多項式進行路徑規劃。

它能根據五次多項式計算二維路徑、速度和加速度。

相關閱讀：用于Agv In定位的局部路徑規劃和運動控制http://ieeexplore.ieee.org/document/637936/

Dubins路徑規劃

Dubins路徑規劃的示例代碼。

相關閱讀：Dubins路徑https://en.wikipedia.org/wiki/Dubins_path

Reeds Shepp路徑規劃

Reeds Shepp路徑規劃的示例代碼。

相關閱讀：15.3.2 Reeds-Shepp曲線http://planning.cs.uiuc.edu/node822.html用于能前進和后退的汽車的最優路徑https://pdfs.semanticscholar.org/932e/c495b1d0018fd59dee12a0bf74434fac7af4.pdfghliu/pyReedsShepp：實現Reeds Shepp曲線https://github.com/ghliu/pyReedsShepp

基于LQR的路徑規劃

為雙重積分模型使用基于LQR的路徑規劃的示例代碼。

Frenet Frame中的最優路徑

這段代碼在Frenet Frame中生成最優路徑。青色線為目標路徑，黑色叉為障礙物。紅色線為預測的路徑。

相關閱讀：Frenet Frame中的動態接到場景中的最優路徑生成https://www.researchgate.net/profile/Moritz_Werling/publication/224156269_Optimal_Trajectory_Generation_for_Dynamic_Street_Scenarios_in_a_Frenet_Frame/links/54f749df0cf210398e9277af.pdfFrenet Frame中的動態接到場景中的最優路徑生成https://www.youtube.com/watch?v=Cj6tAQe7UCY

路徑跟蹤

姿勢控制跟蹤

這是姿勢控制跟蹤的模擬。

相關閱讀：Robotics, Vision and Control - Fundamental Algorithms In MATLAB? Second, Completely Revised, Extended And Updated Edition | Peter Corke | Springerhttps://www.springer.com/us/book/9783319544120

純追跡跟蹤

使用純追跡(pure pursuit)轉向控制和PID速度控制的路徑跟蹤模擬。

紅線為目標路線，綠叉為純追跡控制的目標點，藍線為跟蹤路線。

相關閱讀：城市中的自動駕駛汽車的運動規劃和控制技術的調查https://arxiv.org/abs/1604.07446

史坦利控制

使用史坦利(Stanley)轉向控制和PID速度控制的路徑跟蹤模擬。

項目支持

可以通過Patreon對該項目進行經濟支持。如果你在Patreon上支持該項目，則可以得到關于本項目代碼的郵件技術支持。本文作者包括有Atsushi Sakai (@Atsushi_twi)，Daniel Ingram，Joe Dinius，Karan Chawla，Antonin RAFFIN，Alexis Paques。原文：https://atsushisakai.github.io/PythonRobotics/#what-is-this

聲?明：本欄目信息來源及內容僅作為學術課題研究、技術交流等用途，不作為商業用途；文章觀點僅供分享交流，不代表本公眾號的立場，轉載請注明出處，如涉及版權等問題，請您告知gdbdmiotii@126.com，我們將及時溝通處理。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的python画心形代码大全_Python代码合集看点机器人算法、自动导航算法算法大全...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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