开源了！机器人技术常用的路径规划算法（含动画演示）

【导语】：一个实现了机器人技术中常用的路径规划算法的开源库，还有动图直观演示运行过程。该库公开时间不长，在 GitHub 已有 1200+ Star。

简介

在机器人研究领域，给定某一特定任务之后，如何规划机器人的运动方式至关重要。PathPlanning 是使用 Python 实现的存储库，实现了机器人技术中常用的路径规划算法。开发者还为每个算法设计了动画来演示运行过程，相当直观清晰。

项目地址：

https://github.com/zhm-real/PathPlanning

这个项目的贡献者目前是 4 位国内开发者。

目录结构

PathPlanning 库实现的路径规划算法包括基于搜索和基于采样的规划算法，目录结构如下：

下面我们直接通过开发者设计的动图了解各个算法的运行过程：

基于搜索的路径规划算法

（1）最佳路径优先搜索算法

"""
Best-First Searching
@author: huiming zhou
"""

import os
import sys
import math
import heapq

sys.path.append(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)) +
                "//Search_based_Planning/")

from Search_2D import plotting, env
from Search_2D.Astar import AStar


class BestFirst(AStar):
    """BestFirst set the heuristics as the priority 
    """
    def searching(self):
        """
        Breadth-first Searching.
        :return: path, visited order
        """

        self.PARENT[self.s_start]=self.s_start
        self.g[self.s_start]=0
        self.g[self.s_goal]=math.inf
        heapq.heappush(self.OPEN,
                       (self.heuristic(self.s_start), self.s_start))

        while self.OPEN:
            _, s=heapq.heappop(self.OPEN)
            self.CLOSED.append(s)

            if s==self.s_goal:
                break

            for s_n in self.get_neighbor(s):
                new_cost=self.g[s]+ self.cost(s, s_n)

                if s_n not in self.g:
                    self.g[s_n]=math.inf

                if new_cost < self.g[s_n]:  # conditions for updating Cost
                    self.g[s_n]=new_cost
                    self.PARENT[s_n]=s

                    # best first set the heuristics as the priority 
                    heapq.heappush(self.OPEN, (self.heuristic(s_n), s_n))

        return self.extract_path(self.PARENT), self.CLOSED


def main():
    s_start=(5, 5)
    s_goal=(45, 25)

    BF=BestFirst(s_start, s_goal, 'euclidean')
    plot=plotting.Plotting(s_start, s_goal)

    path, visited=BF.searching()
    plot.animation(path, visited, "Best-first Searching")  # animation


if __name__=='__main__':
    main()

（2）Dijkstra搜索算法