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简介

程序实现三维快速扩展随机树（Rapidly-exploring Random Tree, RRT）避障路径规划与到达时间差（Time Difference of Arrival, TDOA）定位，并对三维轨迹及定位误差进行分析。地图范围、障碍物、起终点、锚节点位置、RRT规划参数及TDOA量测噪声等均可自行修改，便于构建不同三维仿真场景。

路径规划模型

本程序采用RRT算法，在三维连续空间中随机采样、寻找最近树节点，并沿采样方向扩展固定步长。每一条新增线段都会与长方体障碍物做碰撞检测，最终回溯树节点得到三维避障路径。

量测模型

TDOA量测使用第一个锚节点作为参考站，观测量是目标到其他锚节点与参考锚节点的距离差。
程序先通过粗网格搜索得到初值，再使用Gauss-Newton迭代最小化TDOA距离差残差。

运行结果

路径规划结果图：

路径规划轨迹与定位估计轨迹对比图：

各坐标分量随路径点序号变化曲线：

定位误差曲线：

命令行会输出路径长度、路径点数、规划迭代次数、平均定位误差、最大定位误差、最小定位误差和RMSE等统计结果：

MATLAB源代码

部分代码如下：

%% 三维RRT路径规划与TDOA定位算法% 作者: matlabfilter（V同号，可接代码定制、讲解）% 2026-09-12/Ver2clear;clc;close all;rng(0);%% 参数设置algorithmName='三维RRT路径规划与TDOA定位算法';measureName='TDOA';sigmaTdoaRange=0.45;% TDOA距离差噪声，单位mmaxGnIter=14;% Gauss-Newton最大迭代次数%% 路径规划[rawPath,anchors,mapLimit,obstacles,planStats]=planRrt3D();%% 沿规划轨迹进行定位仿真[estPath,posErr,iterUsed]=runTdoaLocalization3D(rawPath,anchors,sigmaTdoaRange,maxGnIter,mapLimit);%% 结果绘图与输出plotPlanningResult(rawPath,anchors,mapLimit,obstacles,algorithmName);plotLocalizationResult(rawPath,estPath,anchors,obstacles,mapLimit,algorithmName);plotCoordinateResult(rawPath,estPath,algorithmName);plotErrorResult(posErr,algorithmName);printSummary(rawPath,posErr,iterUsed,planStats,algorithmName,measureName);%% 本地函数

完整代码：
https://download.csdn.net/download/callmeup/93432070

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