免费项目
无人机A*路径规划算法 Python 实现|双启发式函数对比+网格避障|免费项目
实现双启发式函数的 A* 无人机路径规划算法。支持 8 方向移动、欧几里得距离启发式和障碍物感知启发式对比。包含完整代码、测试用例和性能分析报告。
项目说明
本项目实现了基于 A* 搜索算法的自主无人机导航系统,在网格地形中寻找最短且最安全的路径。
**主要功能**
- A* 路径搜索算法完整实现
- 双启发式函数对比(欧几里得距离 vs 障碍物感知)
- 8 方向移动支持(上下左右 + 4 个对角线)
- 优先队列优化(最小堆)
- 路径可视化和性能统计
**启发式函数**
*欧几里得距离启发式* - 计算几何直线距离,保证可采纳性,适合开阔环境
*障碍物感知启发式* - 在欧几里得距离基础上增加障碍物惩罚,考虑节点周围 8 邻域的障碍物数量,引导路径避开密集障碍区域,提高飞行安全性
**性能对比**
测试表明障碍物感知启发式在复杂环境中可减少 35% 的节点探索次数,同时保持路径最优性。
**运行环境**
- Python 3.x
- 依赖:heapq(标准库)、math(标准库)
- 无需外部库,跨平台支持
**适用场景**
- 路径规划算法学习和教学
- 启发式函数设计研究
- AI/ML 课程作业和项目
- 无人机导航算法原型
- 算法性能对比实验
**文件内容**
- drone_pathfinding_astar.py - 主程序(完整实现)
- designPS6_template.md - 算法设计文档
- inputPS6.txt - 示例输入文件
- outputPS6.txt - 示例输出结果
- Assign1_PS6.pdf - 项目说明文档
- README.md - 使用说明
**技术亮点**
- 完整的 Node 类封装(位置、成本、父节点)
- 优先队列实现保证最优节点优先扩展
- 对角线移动成本 √2,基本移动成本 1
- 闭集和开集管理避免重复探索
本项目为课程作业代码,仅供学习参考使用。