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摘要：针对传统人工势场法在多车协同编队避障中易陷入局部最优、路径振荡及目标不可达等问题，本文提出一种改进型人工势场法。通过限定引力势场的最小势能、在斥力势场中引入欧氏距离、构建道路边界斥力势场及非线性编队稳定力势场，优化了引力和斥力的动态平衡机制，提升了编队的避障能力和行驶稳定性。数值仿真结果表明，针对三角形编队避障场景，改进算法将到达时间缩短至22.3s（较传统方法减少37.7%），路径总长度缩短23.2%（55.7 m），编队恢复时间降低至2.5s（缩短61.5%），且避免了局部最优问题，目标不可达率从25%降至2%。实物模型实验进一步验证了算法在动态环境中的鲁棒性，编队在避障后能快速恢复三角形队形。本文方法为多车协同避障提供了高效、稳定的解决方案，对智能交通系统具有重要应用价值。
文章目录
0 引 言
1 传统人工势场法基本原理
1.1 引力势与吸引力
1.2斥力势与排斥力
1.3 合成势与车辆所受合力
2 改进型人工势场法领航跟随避障策略
2.1 改进的引力势场函数
2.2 改进的斥力势场函数
2.3 构建道路边界斥力势场函数
2.4 构建车辆编队稳定力势场函数
3 数值仿真与分析
3.1 单车避障仿真分析
3.2 三角形编队避障仿真分析
4 实物模型试验验证
4.1 实物试验平台与参数设定
4.2 单车避障实验验证
4.3 三角形编队避障实验验证
5 结 论
