【路径规划】基于matlab人工势场结合模糊控制算法机器人路径规划【含Matlab源码 2730期】

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⛄一、 人工势场结合模糊控制算法

将人工势场和模糊控制算法结合起来可以实现更灵活和智能的路径规划和机器人控制。下面是人工势场结合模糊控制算法的基本步骤：

定义人工势场：根据环境和任务需求，设计和构建适当的人工势场，其中包括障碍物斥力场和目标吸引力场。

模糊规则设计：根据人工势场的输入输出特性，设计一组模糊规则。这些规则基于输入信号（如距离、方向等）和应用的规则语言（如IF-THEN规则），输出相应的行为控制指令（如速度、转向角度等）。

模糊推理：使用设计的模糊规则，对当前环境输入进行模糊推理，产生相应的控制指令。

控制执行：根据模糊推理得到的控制指令，对机器人执行相应的动作或调整，以达到路径规划和避障的目标。

迭代优化：根据机器人和环境的反馈信息，不断优化人工势场和模糊规则，提高控制的精确性和鲁棒性。

通过结合人工势场和模糊控制算法，机器人在遇到障碍物时可以基于人工势场生成路径规划，并利用模糊控制算法调整速度、转向角度等控制参数，以避免碰撞并实现智能的路径规划导航。这种方法可以在复杂和动态的环境中更好地适应和响应，提高机器人的自主性和适应性。

需要注意的是，具体实施过程需要根据具体的系统要求和任务需求进行设计和调整，以获得最佳的路径规划和控制性能。

⛄二、部分源代码

clear;
Fuzzy = readfis(‘Fuzzy2’);%读取模糊控制算法模块
%障碍和目标，起始位置都已知的路径规划,意图实现从起点可以规划出一条避开障碍到达目标的路径。
%初始化车的参数
Xo=[0 0];%起点位置
K=15;%计算引力需要的增益系数
m=5;%计算斥力的增益系数，都是自己设定的。
Po=1;%障碍影响距离，当障碍和车的距离大于这个距离时，斥力为0，即不受该障碍的影响。也是自己设定。
n=7;%障碍个数
a=0.5;
l=0.2;%步长
J=500;%循环迭代次数

%给出障碍和目标信息
Xsum=[10 10;1 1.3;3 2.5;4 4.5;3 6;6 2;5.5 5.5;8 8.5];%这个向量是(n+1)2维，其中[10 10]是目标位置，剩下的都是障碍的位置。
Xj=Xo;%j=1循环初始，将车的起始坐标赋给Xj
%初始化结束，开始主体循环**
for j=1:J%循环开始
Goal(j,1)=Xj(1);%Goal是保存车走过的每个点的坐标。刚开始先将起点放进该向量。
Goal(j,2)=Xj(2);
%调用计算角度模块
Theta=compute_angle(Xj,Xsum,n);%Theta是计算出来的车和障碍，和目标之间的与X轴之间的夹角，统一规定角度为逆时针方向，用这个模块可以计算出来。
%调用计算引力模块
Angle=Theta(1);%Theta（1）是车和目标之间的角度，目标对车是引力。
angle_at=Theta(1);%为了后续计算斥力在引力方向的分量赋值给angle_at
[Fatx,Faty]=compute_Attract(Xj,Xsum,K,Angle,0,Po,n);%计算出目标对车的引力在x,y方向的两个分量值。

for i=1:n
   angle_re(i)=Theta(i+1);%计算斥力用的角度，是个向量，因为有n个障碍，就有n个角度。
 end

%调用计算斥力模块
[Frerxx,Freryy,Fataxx,Fatayy]=compute_repulsion(Xj,Xsum,m,angle_at,angle_re,n,Po,a);%计算出斥力在x,y方向的分量数组。
%计算合力和方向，这有问题，应该是数，每个j循环的时候合力的大小应该是一个唯一的数，不是数组。应该把斥力的所有分量相加，引力所有分量相加。
Fsumyj=Faty+Freryy+Fatayy;%y方向的合力
Fsumxj=Fatx+Frerxx+Fataxx;%x方向的合力
Position_angle=atan(Fsumyj/Fsumxj);%合力与x轴方向的夹角向量
%=加入模糊控制==================================%%
angleYf = abs(atan2(Faty,Fatx));%%计算引力夹角
if (Faty>0)&&(Fatx<0) %%第二象限
angleYf = pi-angleYf;
end
if (Faty<0)&&(Fatx<0)%第三象限
angleYf = pi+angleYf;
end
if (Faty<0)&&(Fatx>0)%第四象限
angleYf = 2*pi-angledYf;
end

⛄三、运行结果

⛄四、matlab版本及参考文献

1 matlab版本
2014a

2 参考文献
[1] 包子阳,余继周,杨杉.智能优化算法及其MATLAB实例（第2版）[M].电子工业出版社，2016.
[2]张岩,吴水根.MATLAB优化算法源代码[M].清华大学出版社，2017.

3 备注
简介此部分摘自互联网，仅供参考，若侵权，联系删除

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