人工势场法matlab实现
时间: 2023-11-19 12:55:40 浏览: 44
人工势场法是一种常用的路径规划算法,可以用于机器人、自动驾驶等领域。以下是人工势场法的Matlab实现步骤:
```Matlab
% 1. 定义目标点和障碍物
goal = [10, 10]; % 目标点坐标
obstacle1 = [5, 5]; % 障碍物1坐标
obstacle2 = [8, 8]; % 障碍物2坐标
% 2. 定义势能函数
k_att = 1; % 引力系数
k_rep = 100; % 斥力系数
q = 2; % 斥力范围
U_att = @(q) 0.5 * k_att * q^2; % 引力势能函数
U_rep = @(q) 0.5 * k_rep * (1/q - 1/q^2); % 斥力势能函数
% 3. 定义机器人初始位置
robot_pos = [0, 0]; % 初始位置
% 4. 迭代计算机器人下一步位置
for i = 1:100 % 迭代100次
% 计算机器人到目标点的距离和方向
d = norm(robot_pos - goal);
theta = atan2(goal(2) - robot_pos(2), goal(1) - robot_pos(1));
% 计算机器人受到的引力和斥力
F_att = -k_att * (robot_pos - goal);
F_rep = [0, 0];
if norm(robot_pos - obstacle1) < q
F_rep = F_rep + k_rep * (1/norm(robot_pos - obstacle1) - 1/q) * (robot_pos - obstacle1)/norm(robot_pos - obstacle1)^3;
end
if norm(robot_pos - obstacle2) < q
F_rep = F_rep + k_rep * (1/norm(robot_pos - obstacle2) - 1/q) * (robot_pos - obstacle2)/norm(robot_pos - obstacle2)^3;
end
% 计算机器人下一步位置
robot_pos = robot_pos + 0.1 * (F_att + F_rep);
% 判断是否到达目标点
if d < 0.1
break;
end
end
% 5. 绘制机器人和障碍物
hold on;
plot(goal(1), goal(2), 'ro', 'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2);
plot(obstacle1(1), obstacle1(2), 'bx', 'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2);
plot(obstacle2(1), obstacle2(2), 'bx', 'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2);
plot(robot_pos(1), robot_pos(2), 'go', 'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2);
```
以上是人工势场法的Matlab实现步骤,其中包括定义目标点和障碍物、定义势能函数、定义机器人初始位置、迭代计算机器人下一步位置和绘制机器人和障碍物等步骤。