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📚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：
- 多目标协同：为每个机器人分配独立目标
- 动态避障：同时处理静态障碍物与移动机器人间的排斥
- 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