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? ? ? ?維基百科說(shuō)：“人工勢(shì)場(chǎng)法（Artificial Potential Field，?APF）是一種將機(jī)器人的外形視為勢(shì)場(chǎng)中的一個(gè)點(diǎn)，這個(gè)勢(shì)場(chǎng)結(jié)合了對(duì)目標(biāo)的吸引力和對(duì)障礙物的排斥力。得到的軌跡作為路徑輸出。該方法具有計(jì)算量小、容易理解等優(yōu)點(diǎn)。然而，它們可能陷入勢(shì)場(chǎng)的局部極小值而無(wú)法找到路徑，或者無(wú)法找到最優(yōu)路徑。人工勢(shì)場(chǎng)可以被視為與靜電勢(shì)場(chǎng)類似的連續(xù)方程(將機(jī)器人視為點(diǎn)電荷)，或者通過(guò)場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)可以使用一組語(yǔ)言規(guī)則進(jìn)行離散化。”

? ? ? ?下面找了一些人工勢(shì)場(chǎng)法的理論與公式[1]，方便理解。

既然知道了合力，將合力拆分成水平X和Y兩個(gè)分量，再做三角函數(shù)，就可以獲得實(shí)際應(yīng)該前進(jìn)的方向，再給以合適的速度，便可以順利到達(dá)目標(biāo)。

下面，借用了一下?VFH 2D simulation的障礙物來(lái)做一下仿真，也可以做個(gè)對(duì)比。

①?針對(duì)下圖，還是可以看出雖然起始方向有些問(wèn)題，但是最終還是繞過(guò)障礙到達(dá)了目標(biāo)的。這里圖一最終算出的路徑覆蓋為12.7，從圖中看，該算法的路徑平滑性有點(diǎn)差。當(dāng)然，肯定有改進(jìn)的算法會(huì)優(yōu)化這個(gè)問(wèn)題。

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②針對(duì)算法的缺點(diǎn)，做了一個(gè)特殊的事例，可以看出，最終機(jī)器人卡死，進(jìn)入局部最小值。

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把之前的靜態(tài)的最終路徑圖更換成了動(dòng)態(tài)顯示的路徑圖，更方便理解。

[1]? 李世昌.《基于 A*與人工勢(shì)場(chǎng)的四旋翼無(wú)人機(jī)路徑規(guī)劃算法研究》

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的人工势场法（APF） —— Path Planning的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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