人工勢場法路徑規劃是由Khatib提出的一種虛擬力法（Oussama Khatib，Real-Time obstacle Avoidance for Manipulators and Mobile Robots. Proc of The 1994 IEEE.）。它的基本思想是將機器人在周圍環境中的運動，設計成一種抽象的人造引力場中的運動，目標點對移動機器人產生“引力”，障礙物對移動機器人產生“斥力”，最後通過求合力來控制移動機器人的運動。套用勢場法規劃出來的路徑一般是比較平滑並且安全，但是這種方法存在局部最優點問題。
基本介紹
- 中文名：人工勢場法路徑規劃
- 性質：理論
- 提出人：Khatib
- 特性：虛擬力法
簡介
為了解決這個問題,許多的學者進行了研究(Gilbert E G,Johnson D.W. Distance functions and their application to robot path planning in the presence of obstacles. IEEE J Robotics and Automation 1985,RA-1(1):21-30)：如Rimon,Shahid和Khosla等。他們期望通過建立統一的勢能函式來解決這一問題。但這就要求障礙物最好是規則的，否則算法的計算量將很大，有時甚至是無法計算的。但是，從另一個方面來看，由於人工勢場法在數學描述上簡潔、美觀，這種方法仍然具有很大的吸引力的。其內在的局限性主要表現在，即當目標附近有障礙物時，移動機器人將永遠也到達不了目的地。在以前的許多研究中，目標和障礙物都離的很遠，當機器人逼近目標時，障礙物的斥力變的很小，甚至可以忽略，機器人將只受到吸引力的作用而直達目標。但在許多實際環境中，往往至少有一個障礙物與目標點離的很近，在這種情況下，當移動機器人逼近目標的同時，它也將向障礙物靠近，如果利用以前對引力場函式和斥力場函式的定義，斥力將比引力大的多，這樣目標點將不是整個勢場的全局最小點，因此移動機器人將不可能到達目標。這樣就存在局部最優解的問題，因此如何設計“引力場”問題就成為該方法的關鍵。
