基于人工势能场法进行避障

资 源 简 介

基于人工势能场法进行避障

详 情 说 明

人工势能场法是一种广泛应用于机器人路径规划和避障的算法。其核心思想是通过构造虚拟的势场来引导移动物体（如机器人或航行器）避开障碍物并到达目标点。

该方法主要构建两种势场：吸引势场和排斥势场。目标点会产生吸引势场，引导航行器向其移动；而障碍物则会产生排斥势场，防止航行器与之碰撞。这两种势场的合力共同决定了航行器的运动方向。

在MATLAB实现中，通常需要完成以下几个关键步骤： 建立环境模型，包括目标点和障碍物的位置信息 设计合适的势场函数，通常吸引势场随距离增加而增大，排斥势场随距离减小而增大 计算合势场的梯度，确定航行器的运动方向 设置适当的步长参数，控制航行器的运动速度 实时监测航行器与障碍物、目标点的距离关系

分析航行器与障碍物、目标点的距离关系是验证算法有效性的重要环节。通过绘制距离-时间曲线，可以直观评估避障效果。当目标点距离逐渐减小而障碍物距离保持安全范围时，表明算法运行良好。

人工势能场法的优势在于计算简单、实时性好，但也存在局部极小值问题。在MATLAB实现中可以结合其他方法如随机扰动来克服这一局限。该算法在无人机导航、自动驾驶等领域都有广泛应用前景。