基于人工势场与红外检测的机器人路径规划

王 超 周松林

（铜陵学院，安徽 铜陵 244061）

一、引言

路径规划与避障技术是近年来发展较为迅速的一门学科，尤其是在移动机器人[1]领域。如果仅仅为了到达目标，到达作业效果，传统的人工势场算法基本能实现[2-3]。但现有的移动机器人路径规划技术还存在不足，为了提高机器人的自主性和智能性[4-6]，针对复杂的动态环境，各种特殊的障碍物有它一定的不确定因素，很容易让机器人陷入平行移动或静止等待等情况[7-8]。

红外检测技术有着自身的特地优点，例如，能耗小、安装方便、反应迅速、便于控制等。可以应用在很多领域，尤其是在避障技术方面，发挥着至关重要的作用。但由于自身的局限性，对于有目标的作业，和未知的环境中，就无法预先知道障碍的运行情况和距离范围，很难发挥它的自主性和智能性。

因此，针对移动机器人的自身特性，结合复杂环境作业等特点，如何快速、准确地找到一条最优路径成为研究问题的关键。

二、人工势场与红外检测路径规划算法

下面首先对人工势场算法进行介绍，然后针对动态环境的特殊性，加入红外检测技术，从而在路径选择中达到较为稳定的效果。

（一）人工势场算法

人工势场法[9-10]广泛应用于路径规划和避障技术中，通过构建一种虚拟力法来处理复杂的环境，特别是未知的环境状态下，更能很好解决问题。它的基本思想是在目标点设计一种抽象的引力场Uatt和在障碍物周围设计一种抽象的斥力场Urep，最后通过求引力场的引力Fatt和斥力场的斥力Frep来控制机器人的运动。……