MATLAB实现的人工势场算法二维路径规划仿真程序

资 源 简 介

本项目基于MATLAB实现了人工势场算法的二维路径规划仿真，包含引力场与斥力场的完整计算，支持障碍物与目标点的可视化设置，实时显示机器人运动轨迹与合力变化。可通过交互界面动态调整环境参数，适用于路径规划算法的教学与实验验证。

详 情 说 明

基于人工势场算法的二维路径规划仿真程序

项目介绍

本项目实现了一个基于人工势场法的二维路径规划仿真程序。通过建立引力场和斥力场模型，模拟机器人在障碍物环境中的自主导航过程。程序提供完整的算法实现和可视化界面，能够实时显示机器人运动轨迹和受力情况，并支持路径规划性能的量化评估。

功能特性

• 完整算法实现：包含引力场计算、斥力场计算和虚拟力合成的人工势场法核心算法
• 实时可视化：动态显示障碍物分布、目标点位置、机器人运动轨迹和受力矢量
• 交互式设置：支持自定义障碍物位置、数量和形状参数，灵活调整算法参数
• 路径分析：提供路径平滑度分析和避障效果评估功能
• 性能评估：输出路径长度、计算时间、转弯次数等量化指标

使用方法

1. 设置环境参数：指定起点坐标、目标点坐标和障碍物信息（中心坐标和影响半径）
2. 配置算法参数：调整引力增益系数k_att、斥力增益系数k_rep、最大迭代次数和步长参数
3. 运行仿真：执行主程序开始路径规划仿真
4. 查看结果：观察实时生成的路径轨迹和受力可视化，获取收敛状态和性能指标

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 支持图形显示功能
• 至少2GB可用内存

文件说明

主程序文件整合了人工势场路径规划的核心功能，包括仿真环境初始化、算法参数配置、势场计算引擎、路径迭代优化过程、实时可视化模块以及性能评估系统的完整实现。该文件作为程序入口，协调各功能模块协同工作，生成最终的路径规划结果和分析报告。