基于 MATLAB 的人工势场算法在球体障碍下的无人机三维路径规划_三维速度障碍法matlab

基于 MATLAB 的人工势场算法在球体障碍下的无人机三维路径规划

无人机的三维路径规划是无人机自主飞行中的重要问题之一。人工势场算法是一种常用的路径规划方法，它通过构建势能场来引导无人机沿着安全的路径飞行。本文将介绍基于 MATLAB 实现的人工势场算法，并针对球体障碍物情景进行路径规划。

一、问题描述

假设我们有一个空间中的无人机，它需要从起点出发到达目标点，但空间中存在一个球体障碍物。我们的目标是使用人工势场算法规划无人机的路径，使其能够避开障碍物并到达目标点。

二、算法原理

1. 构建势能场
   首先，我们需要在空间中构建势能场。构建势能场的目的是为了将无人机引导到目标点，并避开障碍物。我们可以使用一个引力场和一个斥力场来构建势能场。

   • 引力场：引力场会吸引无人机朝着目标点飞行。无人机离目标点越远，引力越强。
   • 斥力场：斥力场会驱使无人机远离障碍物。无人机离障碍物越近，斥力越强。

2. 确定路径
   在构建势能场之后，我们可以根据无人机当前位置的速度和势能场的梯度来计算无人机下一步的移动方向。通过迭代计算，我们可以确定无人机的路径。

三、MATLAB 实现

以下是基于 MATLAB 的人工势场算法的实现代码：

% 设定参数
start = [0, 
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