基于预测人工势场的无人水面车路径规划
机器人学
2026-02-24 v1
摘要
无人水面车路径规划要求更复杂的解决方案以减少航行时间和节省能源。本文提出了一种新的预测人工势场，纳入时间信息和预测势能，以规划更平滑的路径。本文探讨了人工势场的原理，考虑车辆动力学和局部可达性。研究首先分析了最先进的传统人工势场及其在全局和局部路径规划中的缺点。随后，本文介绍了三项修改：角度限制、速度调整和预测势能，以增强预测人工势场在可行性和平整度方面的表现。传统人工势场与预测人工势场之间的比较表明，后者成功地限制了最大转向角、缩短了航行时间，并智能地避开障碍物。仿真结果进一步验证了预测人工势场解决凹形局部最小值问题并提高特殊情景下的可达性，最终生成更有效的路径，减少无人水面车的航行时间并节省能源。
引用
@article{arxiv.2602.19062,
title = {Path planning for unmanned surface vehicle based on predictive artificial potential field. International Journal of Advanced Robotic Systems},
author = {Jia Song and Ce Hao and Jiangcheng Su},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.19062},
year = {2026}
}