田子建，　高学浩

(中国矿业大学(北京) 机电与信息工程学院， 北京　100083)



实验研究

基于改进人工势场法的救灾机器人路径规划

田子建，高学浩

(中国矿业大学(北京) 机电与信息工程学院， 北京100083)

针对矿井障碍物复杂多变、救灾机器人采用传统人工势场法进行路径规划易陷入局部极小点的问题，提出一种基于改进人工势场法的救灾机器人路径规划方法。该方法通过在引力场中加入扰动场来改变引力场函数，使救灾机器人在陷入局部极小点时自主走出局部极小点；结合障碍填充法，通过对凹障碍物进行虚拟填充，形成新的障碍物并产生相应的斥力场函数，避免救灾机器人再次陷入局部极小点。仿真及测试结果验证了该方法的可行性及有效性。

救灾机器人； 路径规划； 人工势场法； 扰动场； 势场函数； 障碍物填充法

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/32.1627.TP.20160902.1012.009.html

0　引言

煤矿井下发生矿难时，采用机器人进行探测和救援是可靠、有效的途径，针对井下机器人供电、防爆、机器人步履机械柔性等关键问题的研究，通过科研人员长期不懈的努力，已取得了长足进步[1-2]。煤矿井下环境特殊，巷道相互交叉，空间狭小封闭，机器人路径规划一直是制约机器人在煤矿井下应用的难题。救灾机器人作为一种移动机器人，其路径规划的水平一定程度上决定了救灾效率。矿井救灾机器人的任务是在具有一定动态和静态障碍物的未知环境中，寻找一条没有碰撞的最佳路径，同时要实现最短路径、最短时间、最低能耗[3-4]等相应参数的优化。……