机器人路径规划人工势场法Matlab中文注释

资 源 简 介

机器人路径规划人工势场法Matlab中文注释

详 情 说 明

人工势场法是机器人路径规划中一种经典的局部避障算法。该方法通过构建虚拟力场来引导机器人移动：目标点产生吸引力，障碍物产生排斥力，合力方向即为运动方向。

在Matlab实现中通常会定义以下核心模块：首先是势场构建函数，根据目标位置计算引力场，同时检测障碍物位置生成斥力场。引力场通常与距离成正比，而斥力场则在障碍物影响范围内呈指数衰减。其次是合力计算模块，将引力与斥力进行矢量合成，需要注意设置合理的权重系数避免震荡。最后是路径生成模块，通过迭代计算当前位置的合力方向，采用步进方式生成运动轨迹。

算法实现时需特别注意局部极小值问题，当引力和斥力平衡时会导致机器人停滞。常见解决方案包括引入虚拟障碍物、随机扰动或结合其他全局规划方法。Matlab的向量运算特性非常适合实现这种基于力场的计算方法，可视化工具也能直观展示势场分布和路径轨迹。

该方法的优势在于计算效率高、实时性好，适合动态环境。但由于其局部特性，在复杂环境中需要与其他全局规划算法配合使用。通过调整势场参数和障碍物检测范围，可以平衡路径平滑度与避障反应速度。