改进人工势场法机器人避障路径规划研究

摘要

针对机器人在复杂地形中采用传统人工势场法(Traditional Artificial Potential Field, TAPF)进行路径规划时会出现合力平衡导致目标不可达问题,提出改进传统斥力场函数,引入机器人与障碍物动态距离参数及调节因子系数解决目标不可达;针对遇到L形等复杂型障碍物出现振荡,易陷入局部最小值的问题,提出自适应切线偏转角法以最远距离障碍物为参照物在其另一侧引入虚拟障碍点提供额外斥力解决机器人因振荡易陷入局部最小值。通过MATLAB对改进算法进行仿真表明,改进后的APF法能够较好的解决目标不可达及易陷入局部极小值问题,同时,改进后的APF算法较基本APF算法而言,在时间和路径平滑度方面均有了明显的提升并进行了实物论证,从仿真和实际两个角度验证本文算法的有效性。