图拓扑和改进人工势场法结合的多机器人编队避障算法

屈军锁; 梁柯; 刘威; 蔡星

doi:10.13682/j.issn.2095-6533.2026.05.014

西安邮电大学学报 ›› 2026, Vol. 31 ›› Issue (5) : 147 -158. DOI: 10.13682/j.issn.2095-6533.2026.05.014

图拓扑和改进人工势场法结合的多机器人编队避障算法

屈军锁, 梁柯, 刘威, 蔡星

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摘要

针对多机器人编队与避障问题，以两轮差速移动机器人模型为基础，提出一种结合图拓扑和改进人工势场法的多机器人编队避障算法。结合纯跟踪算法，实现了多机器人的编队避障及路径跟踪。同时，改进了传统人工势场法中的斥力场函数，有效解决了局部最优和目标不可达的问题。仿真结果表明，机器人的线速度在3～5s内快速收敛至稳态值，稳态跟踪误差趋近于零，瞬态最大超调量不超过0.02m·s^-1，所提编队控制方法在有无障碍物的环境下均表现出优异的路径跟踪性能，相较于传统编队控制算法，具有更强的环境适应性和更高的编队稳定性。能有效解决多机器人编队中的避障问题，并显著提升复杂环境下的协同能力，为多机器人系统在实际应用中的编队与避障任务提供了可靠的解决方案。