基于障碍凸化的改进环流APF路径规划

摘要：

为改善人工势场法(APF)在复杂障碍环境下的路径规划能力,提出基于障碍凸化的改进环流APF路径规划方法.通过改变APF方法斥力势场的方向,使其形成绕行障碍边缘的环流,改善了APF方法在平台-目标位置连线与障碍边界垂直时可能陷入局部极小值的问题.针对多边形障碍(凹、凸)与圆形障碍,给出包括障碍初始化与相交障碍集合迭代凸化步骤的障碍凸化方法,将复杂障碍空间转换成为凸障碍的空间,避免平台进入凹多边形或相交障碍产生的凹区域而无解的问题.在仿真环境中,对比了传统APF方法、未使用障碍凸化的环流APF方法、使用障碍凸化的环流APF方法的路径规划结果,并分析了不同障碍数量、相交障碍数量条件下的方法计算耗时.根据结果,使用障碍凸化的环流APF方法能够明显改善APF方法在复杂障碍环境下的路径规划能力,方法实时性好,每个障碍所需的单步计算耗时约为0.02～0.03 ms,能够支持平台在复杂障碍环境下的在线路径规划.

关键词：路径规划、人工势场法、局部极小值、障碍凸化、航路规划

所属期刊栏目：40

分类号：V219(基础理论及试验)

在线出版日期：2019-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：249-263