基于改进人工势场法的移动机器人路径规划研究
- 结果图
- 摘要
- 1. 引言
- 2. 方法说明
- 2.1 基本原理
- 2.2 改进策略
- 3. 核心函数解释
- 3.1 改进的斥力计算函数
- 3.2 路径规划主函数
- 4. 实验设计
- 4.1 实验环境设置
- 4.2 关键参数选择
- 5. 结果分析
- 5.1 实验结果
- 5.2 性能分析
- 附录：完整代码
- 参考文献
结果图
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摘要
本研究提出了一种改进的人工势场法(APF)用于移动机器人路径规划。通过优化斥力函数设计并引入目标导向项,有效解决了传统APF中存在的目标不可达等问题。实验结果表明,该方法能够成功规划出平滑无碰撞的路径,具有较好的实用价值。🎯
关键词：移动机器人、路径规划、人工势场法、避障
1. 引言
随着机器人技术的快速发展 🚀,移动机器人在工业、服务、医疗等领域的应用日益广泛。作为移动机器人自主导航的核心问题,路径规划直接影响机器人的工作效率和安全性。人工势场法因其概念直观、计算高效等优点,成为路径规划领域的重要方法之一。
传统的人工势场法存在一些固有缺陷：
- 当目标点位于障碍物影响范围内时,机器人可能无法到达目标 🎯
- 局部最小值问题导致机器人陷入停滞 ⚠️
- 在某些场景下路径规划不够平滑 📊
针对这些问题,本文提出了一种改进的人工势场法。通过在斥力函数中引入目标距离因子和目标导向项,使机器人在避障的同时始终保持对目标的趋向性,从而提高路径规划的成功率和路径质量。实验结果验证
