基于改进人工势场的矿井导航装置路径规划

摘要：

矿井中障碍物密集且移动,这给煤矿井下导航装置路径规划造成了极大的困难.结合原有的传统人工势场法,通过将相对速度场和相对加速度场引入势场函数中,改进引力势场函数,使矿井机器人、无人机等导航装置在路径规划中,充分考虑导航装置自身的移动信息,使躲避移动障碍物成为可能,并且避免动目标陷入局部极小点;针对路径规划过程中路径最优化的问题,提出了“全局势场线”的概念,使导航装置在局部路径规划的同时,充分考虑到全局的规划信息,避免局部规划与全局规划冲突,从而选取最优的路径进行导航.提出的方法通过仿真和地面模拟测试,结果证明,该方法可以帮助导航装置在煤矿井下成功躲避移动障碍物,避免与移动障碍物发生碰撞导致路径规划失败,同时处理复杂多变的环境,优化避障路径,最终到达目标位置,完成导航装置的路径规划任务.

关键词：导航装置、人工势场法、引力势场函数、局部极小点、全局势场线、路径规划

所属期刊栏目：41

分类号：TD654(矿山电工)

资助基金：国家重点研发计划专项资助项目2016YFC0801804;国家自然科学基金资助项目51674269

在线出版日期：2017-03-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：589-597