MATLAB实现基于栅格势场法的小车自主路径规划系统

资 源 简 介

本MATLAB项目构建了二维栅格地图环境，集成目标点引力场与障碍物斥力场计算，通过梯度下降法动态规划小车从起点到目标点的最优避障路径，适用于自主移动机器人导航研究。

详 情 说 明

基于栅格势场法的小车路径自主规划系统

项目介绍

本项目实现了一种基于人工势场法的移动小车路径自主规划系统。系统在二维栅格地图环境中，通过构建目标点的引力场和障碍物的斥力场，采用梯度下降算法搜索从起点到目标点的无碰撞最优路径。该系统适用于自动驾驶、机器人导航等领域的路径规划场景，能够有效实现局部避障和全局路径优化。

功能特性

• 栅格地图构建：支持自定义尺寸和分辨率的二维栅格环境建模
• 势场函数定义：可配置的引力场（目标点）和斥力场（障碍物）参数
• 势场叠加计算：实现多障碍物环境下合成势场的精确计算
• 梯度下降路径规划：采用优化算法寻找势场梯度下降的最优路径
• 实时可视化：动态显示势场分布和路径规划过程
• 路径后处理：支持路径平滑优化和碰撞安全检测

使用方法

1. 环境配置：设置栅格地图尺寸（m×n）和栅格分辨率参数
2. 障碍物设置：输入障碍物的坐标位置列表
3. 规划参数配置：指定起始点、目标点坐标，调整引力/斥力场系数和影响半径
4. 执行规划：运行系统生成最优路径
5. 结果分析：查看势场分布图、路径轨迹动画和规划统计报告

系统要求

• MATLAB R2018b 或更高版本
• 支持二维图形显示和数据处理功能
• 建议内存4GB以上，用于处理大型栅格地图

文件说明

主程序文件集成了系统的核心功能模块，包括栅格地图环境初始化、势场函数构建、梯度下降路径规划算法实现、路径平滑处理与碰撞检测，以及结果可视化输出。该文件通过参数化配置实现完整的路径规划流程，用户可通过修改输入参数适配不同的应用场景。