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国内刊号：21-1137/TP
国际刊号：1002-0446
发布日期:
作者：黄锋, 张志慧, 姜静, 唐凤珍
关键词：路径规划, 机器人, 改进人工势场算法, 避障
传统人工势场算法（APF）在路径生成过程中存在目标不可达、局部极小值及规划效率低等问题。为此，本文提出一种改进的APF算法：针对目标不可达问题，设计新的斥力场函数，通过引入正弦距离因子动态调节目标点附近障碍物对机器人的斥力；针对局部极小值问题，提出障碍物边界点群切向量算法，利用障碍物边界构建虚拟点群，计算用于逃离局部极小值的临时目标点；针对路径规划效率低的问题，设计自适应步长方法，根据机器人周围障碍物的拥挤程度自适应选择迭代步长，在减少迭代次数的同时，避免机器人因与障碍物过近而被反弹。仿真实验结果显示，改进算法可有效解决传统APF算法的目标不可达与局部极小值问题；在无此类问题的场景中，其路径长度与传统APF算法接近，而路径规划时间缩短约23.52%。此外通过与当前主流的机器人局部路径规划算法的横向对比实验，进一步验证了本文算法在规划效率与路径质量上的优越性。最后，基于真实机器人的实验证实了该算法的可行性与有效性。
来源：2025年第5期
《机器人》期刊编辑部
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