随着机器人技术的飞速发展,机器人在人类的生活和工作中随处可见。无论什么类型的机器人,移动都是一个基础的行为。随着人们对未知领域的探索越来越多,移动机器人的路径规划能力显得越来越重要。因此研究移动机器人在不同工作环境中路径规划的能力也越来越重要。本文主要通过优化人工势场法来研究在不同环境中移动机器人的路径规划能力,着重进行下述几个方面的研究:(1)分析人工势场法的路径规划原理,对人工势场法函数进行修改,解决人工势场法中常见的“目标点无法到达问题”。当目标点处于障碍物影响范围之内,修改后的引力场公式保证移动机器人靠近目标点时受到的引力大于斥力场对其施加的斥力,最终能够到达目标点。(2)针对传统人工势场法中只能将障碍物视为静态质点的不足,在二维地图上将不能视为质点的障碍物扩充成圆形障碍物。在进行路径规划时,根据移动障碍物扩充圆的大小和速度进行相对速度分析和判定;在实施避让措施时,规划的避让路线考虑到移动机器人最小转弯半径这一约束,将人工势场法和Dubins曲线相结合,使得规划的路线更符合实际情况。(3)将人工势场法和A*算法相结合,以人工势场法为全地图的路径规划算法,A*算法为大型障碍物避让算法。首先在人工势场法函数中加入判别因子,判定何时进行A*算法,然后对A*算法进行改进,设置两个封闭列表,判别何时终止A*算法。该算法保障了规划路径的安全性,又降低了规划成本。