MATLAB人工势场法机器人动态避障仿真系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了基于人工势场法的机器人自主避障导航仿真。通过构建引力与斥力势场模型，系统能够实时计算机器人运动方向与路径规划，适用于动态环境下的避障决策验证与算法研究。

详 情 说 明

基于人工势场法的机器人动态避障仿真系统

项目介绍

本项目实现了一种基于人工势场法的机器人动态避障仿真系统。系统通过建立虚拟势场模型，将目标位置设置为引力源，障碍物设置为斥力源，使机器人能够在合力作用下自主规划安全路径。该方法能够有效处理复杂环境中的避障导航问题，并通过动态参数优化避免局部极小值问题，确保机器人稳定到达目标位置。

功能特性

• 人工势场建模：构建引力和斥力场模型，实现环境态势量化表达
• 实时运动控制：逐帧计算机器人朝向角度和运动轨迹
• 动态参数调整：支持引力和斥力系数的实时调整优化
• 多障碍物支持：可处理复杂多障碍物场景的避障仿真
• 可视化显示：实时显示机器人运动轨迹和受力分解图示
• 性能分析：提供路径长度、计算时间、转弯次数等关键指标
• 收敛状态监测：实时检测仿真状态（成功/超时/局部极小值）

使用方法

1. 参数设置：配置机器人初始位置、目标点位置、障碍物坐标矩阵等输入参数
2. 仿真运行：启动仿真系统，观察机器人自主避障过程
3. 结果分析：查看运动轨迹、受力分析图和性能分析报告
4. 参数优化：根据仿真结果调整引力系数、斥力系数等参数优化性能

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 支持MAT图形显示功能
• 基本内存配置（推荐4GB以上）

文件说明

主程序文件集成了仿真系统的核心功能模块，包括人工势场模型的初始化构建、机器人运动控制的迭代计算循环、引力和斥力的实时合成处理、运动轨迹的坐标记录与可视化渲染、收敛状态的判定逻辑以及性能指标的统计分析能力。该文件通过协调各算法模块的工作流程，实现了从参数输入到结果输出的完整仿真闭环。