张三川， 明 珠

(郑州大学 机械与动力工程学院，河南 郑州 450001)

0 引言

局部路径规划是解决车辆主动安全问题的重要途径之一[1]，具有实时性强、计算效率高的显著特点[2]。目前局部路径规划算法主要有A*算法[3]、遗传算法[4]、蚁群算法[5]、粒子群算法[6]和人工势场法[7]等，其中人工势场算法具有结构简单、信息处理速度快、实时性好、路径光滑等优点。但传统人工势场法容易出现局部极小值和目标不可达等问题[8]，国内外学者对此提出了不同的方法加以改进。Fedele等[9]引入了螺旋势场，利用目标引力场和螺旋势场之间的切换策略，使实验小车能够绕过障碍物。Rostami等[10]通过寻找成本函数，引入调节器对斥力函数加以修正，成功解决了局部极小值问题。Raheem等[11]应用粒子群优化算法寻找人工势场因子的最佳值，提出了基于迭代优化的改进混合路径规划方法。郭枭鹏[12]引入广义虚拟势场概念，构造了一种使实验车辆沿势场函数下降方向运动的势场模型。徐小强等[13]针对自行式机器人，基于安全距离概念，引入预测距离算法使机器人陷入局部极小值之前能做出反应，并用设置虚拟的目标点的方法来引导机器人脱离极小值。宣仁虎[14]提出了修正势场，对人工势场法存在的目标不可达和局部极小值问题引入逃逸力进行改进。刘志强等[15]建立了道路边界危险斥力模型，并在障碍物斥力场中引入速度因素，通过求解平衡方程来获取安全路径。

鉴于相关文献对传统人工势场理论改进方式较为单一，本文拟引入调节因子与附加力，从两个方面对传统人工势场加以改进；……