基于人工势场寻找二维障碍路径规划问题

基于人工势场寻找二维障碍路径规划问题

二维障碍路径规划问题是机器人路径规划中的重要问题之一。在实际应用中，机器人必须能够在复杂环境中自主避开障碍物并到达目标点。本文将介绍一种基于人工势场的方法，用于解决二维障碍物路径规划问题。

基本原理：

基于人工势场的路径规划方法，通过在机器人当前位置和目标点之间建立虚拟势场，并通过调整势场来控制机器人的运动。应用该方法可以有效地避免撞击障碍物，同时保证机器人安全到达目标点。

该方法基于以下几个核心原理：

1. 机器人在无障碍物的开放区域中，沿着虚拟力场中最大斜率方向移动。

2. 机器人在有障碍物的区域里面，被引导以最小化势能的方式向障碍物避让。

3. 当机器人到达目标点时，势能最小，因此机器人会停下来。

算法实现：

代码实现基于MATLAB语言。我们定义虚拟势场函数，形式如下：

function [f_total]=artificial_potential_field(q_start,q_goal,krep,katt,obs)

其中q_start和q_goal分别代表机器人开始和结束点的坐标。krep和katt是常数，用于调节排斥和吸引力的比例。obs表示阻碍物位置，可以是单个障碍物或多个障碍物。

我们首先将吸引力场和排斥力场分别计算，即&#x