电光与控制, 2020, 27 (12): 69, 网络出版: 2021-01-14   

融合模拟电势场的改进人工势场法研究

An Improved Artificial Potential Field Method Integrating Simulated Electric Potential Field
作者单位
1 云南民族大学电气信息工程学院, 昆明 650500
2 西安现代控制技术研究所, 西安 710000
摘要
针对现有人工势场法在遇到部分典型连续型障碍(U型、L型、一字型等)时, 容易陷入局部最小值且无法逃离的问题, 借鉴电势场的数学模型, 在现有的人工势场法中加入了模拟等势线的概念, 重新定义了典型连续型障碍物的斥力场函数, 提出了基于模拟等势线的改进人工势场法, 有效解决了逃离局部最小值的问题, 并将该方法应用于无人机的航迹规划。通过仿真实验验证了改进算法的合理性, 在保障人工势场法速度快、实现简单等优点的同时, 解决了人工势场法在无人机面对连续型障碍时规划航迹存在不可行的问题。
Abstract
The existing artificial potential field method is prone to fall into local minimum and unable to escape from it when the UAV confronts some typical continuous obstacles (U-shaped, L-shaped, line-shaped, etc.).To solve the problem, the mathematical model of the electric potential field is used, and the concept of simulated equipotential line is added to the existing artificial potential field method.The repulsive force function of typical continuous obstacles is redefined, and an improved artificial potential field method based on the simulated equipotential line is presented.The method is able to escape from local minimum, and is then applied to the UAV's path planning.The rationality of the improved algorithm is verified by simulation experiments.While maintaining the advantages of high speed and simple implementation of the artificial potential field method, the problem of the UAV's path planning with the artificial potential field method when the UAV is faced with continuous obstacles is solved.
参考文献

[1] 杨淮清,肖兴贵,姚栋.一种基于可视图法的机器人全局路径规划算法[J].沈阳工业大学学报,2009,31(2):225-229.

[2] 许松清,吴海彬,林宜,等.基于Voronoi图法的移动机器人路径规划[J].中国工程机械学报,2005,3(3):336-340.

[3] 贾广芝.基于遗传算法和稀疏A*算法的无人机三维航迹规划研究[D].南京:南京邮电大学,2017.

[4] 刘晓倩,张辉,王英健.基于改进RRT的路径规划算法[J].自动化技术与应用,2019,38(5):96-100.

[5] 黄心,向煜.基于改进蚁群算法的无人机航迹规划仿真研究[J].城市勘测,2019(1):83-87.

[6] 李士波.基于粒子群算法的多无人机任务分配 [J].软件导刊,2018,17(7):193-195,213.

[7] KHATIB O.Real-time obstacle avoidance for manipulators and mobile robots[J].The International Journal of Robotics Research, 1986, 5(1):90-98.

[8] 罗乾又,张华,王姮,等.改进人工势场法在机器人路径规划中的应用[J].计算机工程与设计,2011,32(4):1411-1413,1418.

[9] 肖本贤,余雷,李善寿,等.逃逸人工势场法局部极小值策略的研究[J].系统仿真学报,2007,19(19):4495-4498,4503.

[10] 熊俊强.基于人工势场的多无人机航迹规划一致性研究[D].南昌:南昌航空大学,2017.

[11] 卢林芳,胡先权,周林,等.有限长直线电荷等电势线和电力线的求解与描绘[J].重庆师范大学学报(自然科学版),2008,25(3):66-69.

唐嘉宁, 潘蓉, 周思达, 王文豪, 邹汝平. 融合模拟电势场的改进人工势场法研究[J]. 电光与控制, 2020, 27(12): 69. TANG Jianing, PAN Rong, ZHOU Sida, WANG Wenhao, ZOU Ruping. An Improved Artificial Potential Field Method Integrating Simulated Electric Potential Field[J]. Electronics Optics & Control, 2020, 27(12): 69.

本文已被 2 篇论文引用
被引统计数据来源于中国光学期刊网
引用该论文: TXT   |   EndNote

相关论文

加载中...

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!