【Matlab算法】基于人工势场的多机器人协同运动与避障算法研究(附MATLAB完整代码)

news2025/2/13 20:39:19

📚基于人工势场的多机器人协同运动与避障算法研究

  • 摘要
  • 1. 引言
  • 2. 方法说明
    • 2.1 人工势场模型
    • 2.2 运动控制流程
  • 3. 核心函数解释
    • 3.1 主循环结构
    • 3.2 力计算函数
  • 4. 实验设计
    • 4.1 参数配置
    • 4.2 测试场景
  • 5. 结果分析
    • 5.1 典型运动轨迹
    • 5.2 性能指标
  • 6. 总结与建议
    • 成果总结
    • 改进方向
  • 附录:完整MATLAB代码
  • 参考文献

摘要

本文提出了一种基于人工势场法的多机器人协同运动与避障算法,通过MATLAB实现仿真验证。算法通过吸引力引导机器人向目标运动,同时利用排斥力实现机器人间避障及环境障碍规避。实验表明,在包含5个障碍物的场景中,3个机器人能够在500步内以平均误差<0.5的距离到达目标,验证了算法的有效性。🚀


1. 引言

随着多机器人系统在物流、救援等领域的广泛应用,协同避障成为关键挑战。传统路径规划方法(如A*算法)难以适应动态环境,而人工势场法通过虚拟力场建模,能够实现实时避障与协同控制。本文重点解决以下问题:

  1. 多目标协同:为每个机器人分配独立目标
  2. 动态避障:同时处理静态障碍物与移动机器人间的排斥
  3. 参数优化:平衡吸引力与排斥力的增益系数

2. 方法说明

2.1 人工势场模型

算法通过势场函数

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