赵文瑜，彭程,2

（1.华北科技学院电子信息工程学院，三河 065201；2.应急管理部煤炭安全监测监控技术安全生产重点实验室，三河 065201）

0 引言

路径规划是移动机器人的重要研究领域，是移动机器人导航的基本环节之一，它的目的是找到一条从起始位置到目标位置的无碰撞路径[1]。近来研究人员提出了多种路径规划算法，例如Dijkstra、A*、遗传算法、模拟退火、粒子群优化和人工势场法等[2-6]。人工势场法是一种应用广泛的路径规划方法。其优点是数学表达式简洁明了、反应速度快、实时性好且物理意义明确[5]。但是人工势场法也有一定的局限性，本文研究分析传统人工势场中参数的设置对最终路径规划结果的影响，并使用差分进化算法优化人工势场法的主要参数，以期规划出距离短且平滑性更好的路径。

1 传统人工势场算法的路径规划

人工势场法的主要基本思想是假定机器人在一个虚拟的人工受力场中，目标点产生对移动机器人的吸引力，而在场内的障碍物产生对机器人的排斥力，吸引与排斥这两种力的合力作为机器人的驱动力，引导机器人从起始点向目标点运动，反映在数学模型上则是引力场与斥力场的模型建立。

在势场中，机器人距离障碍物越近排斥力越大，方向是由障碍物指向机器人，当机器人与障碍物的间距大于一定值时，障碍物对机器人的排斥力可以忽略不计。因此可取斥力势场函数：

式中Ur（q）是斥力势场函数，q表示机器人当前所在位置，Kr斥力场函数的增益系数，ρ（q）为机器人到障碍物的间距，ρ0为障碍物能够影响机器人的最大距离，即超出这个距离障碍物对机器人的排斥力可以忽略不计。……