基于人工势场法的避障算法

资 源 简 介

基于人工势场法的避障算法

详 情 说 明

人工势场法是一种常用于机器人导航和避障的算法，它通过模拟物理中的引力场概念来规划路径。该方法将目标位置设定为吸引点产生引力，障碍物则产生斥力，机器人根据合力场方向移动，实现避障功能。

在人工势场法中，目标点会生成一个吸引势场，随着距离目标越近吸引力越大。同时障碍物周围会形成斥力势场，越靠近障碍物斥力越强。机器人将在这两种势场的共同作用下，沿着势场梯度下降方向移动，最终安全到达目标位置。

该算法有以下特点：计算简单实时性好，适合动态环境；通过调整势场参数可以控制运动平滑度；可能出现局部极小值问题需要额外处理；适用于已知或感知的障碍物环境。

实际应用中需要注意几个关键点：势场函数的设计直接影响避障效果；需要合理设置吸引力和斥力的平衡；局部极小值问题可通过随机扰动或备用策略解决；动态障碍物需要实时更新势场信息。

人工势场法的变种和改进还包括：结合速度势场实现动态避障；引入旋转势场优化转向；融合其他规划算法提高可靠性等。这些方法都在不同程度上提升了基础人工势场法的性能表现。