作者：贾正荣; 王航宇; 卢发兴路径规划人工势场法局部极小值障碍凸化航路规划
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0.02~0.03ms,能够支持平台在复杂障碍环境下的在线路径规划。
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