基于MATLAB的混沌优化人工势场法智能小车动态避障仿真系统

资 源 简 介

该项目在MATLAB中实现智能小车动态避障仿真，通过人工势场法构建引力场和斥力场，并采用混沌粒子群优化算法自适应调整势场参数。系统能够模拟小车在复杂环境中的实时避障行为，有效提升路径规划的鲁棒性和收敛效率。

详 情 说 明

混沌优化人工势场法的智能小车动态避障仿真系统

项目介绍

本项目实现了一种融合混沌优化与人工势场法的智能小车动态避障仿真系统。系统通过构建引力场（目标点吸引）和斥力场（障碍物排斥）模型实现基础避障功能，并引入混沌优化算法（如混沌粒子群优化）对人工势场法关键参数进行自适应优化，有效解决了传统方法容易陷入局部极小值的问题。该系统能够模拟智能小车在复杂动态环境中的实时避障过程，并提供可视化界面和量化性能评估。

功能特性

• 智能避障算法：实现基于人工势场法的路径规划，包含完整的引力场与斥力场建模
• 混沌优化集成：采用混沌优化算法自适应调整势场参数，提升避障性能
• 动态环境模拟：支持静态与动态障碍物的多种运动模式仿真
• 实时可视化：动态显示小车运动轨迹、势场分布和障碍物位置
• 性能量化评估：提供路径长度、避障成功率、最小安全距离等多项性能指标
• 参数优化分析：输出经过优化的最优势场参数组合及收敛过程分析

使用方法

1. 环境配置：设置仿真区域尺寸、时间步长等环境参数
2. 小车参数设定：配置初始位置、目标位置、运动约束等小车属性
3. 障碍物设置：定义障碍物位置、尺寸、运动轨迹等特性
4. 势场参数输入：设定引力/斥力增益系数、影响范围等初始参数
5. 优化配置：选择混沌映射类型，设置种群大小、迭代次数等优化参数
6. 运行仿真：启动系统执行避障仿真与参数优化过程
7. 结果分析：查看可视化结果、性能报告和优化后的参数推荐

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 内存需求：最低4GB RAM（推荐8GB以上）
• 存储空间：至少1GB可用磁盘空间

文件说明

主程序文件作为系统的核心调度单元，承担着整个仿真流程的组织与控制功能。它实现了仿真环境的初始化配置，负责调用人工势场法进行实时路径规划，并协调混沌优化算法的执行过程。该文件整合了动态避障仿真的主循环逻辑，管理着小车运动状态更新、障碍物位置刷新以及可视化渲染等关键任务。同时，它还负责性能数据的采集与分析，生成最终的评估报告和优化结果输出。