基于机器人人工势场能算法的移动机器人避障路径规划

资 源 简 介

基于机器人人工势场能算法的移动机器人避障路径规划

详 情 说 明

人工势场算法是移动机器人导航中的经典避障方法，它将目标点和障碍物分别建模为吸引势场和排斥势场。这种算法的核心思想是将机器人周围环境虚拟为势能场，通过势场的叠加效应引导机器人运动。

在实现路径规划时，算法首先为目标点建立吸引势场，使机器人受到指向目标的引力；同时在检测到障碍物周围建立排斥势场，产生远离障碍物的斥力。两种力的合成方向即为机器人的运动方向。当机器人接近目标时，引力逐渐减小；靠近障碍物时，斥力会相应增大。

该算法具有计算简单的优势，实时性较好，适合动态环境下的实时避障。但在复杂环境中可能出现局部极小值问题，导致机器人被困在某些位置。针对这一局限，研究者们提出了多种改进方案，如增加虚拟目标点、引入随机扰动等策略来帮助机器人跳出局部极小点。

人工势场算法特别适合已知环境下的移动机器人导航任务，通过合理设置势场参数，可以有效平衡路径最优性和避障安全性。