无人系统避障：人工势场方法详解及优缺点

人工势场避障是一种常用的无人系统避障方法，它基于人工势场理论。该方法通过在环境中引入虚拟的势场，使无人系统在运动过程中受到势场的作用，从而实现避障的目的。

人工势场避障算法通常包括两个势场：斥力势场和引力势场。斥力势场用于避开障碍物，它在无人系统与障碍物之间产生斥力，使无人系统远离障碍物。引力势场用于引导无人系统向目标点移动，它在无人系统与目标点之间产生引力，使无人系统朝着目标点移动。

在实际应用中，人工势场避障算法的实现可以分为以下几个步骤：

1. 确定障碍物的位置和形状，以及目标点的位置。
2. 根据障碍物的位置和形状，计算斥力势场。斥力的大小与无人系统与障碍物的距离成反比，斥力的方向指向远离障碍物的方向。
3. 根据目标点的位置，计算引力势场。引力的大小与无人系统与目标点的距离成正比，引力的方向指向目标点。
4. 将斥力势场和引力势场叠加，得到总势场。
5. 根据总势场的梯度方向，计算无人系统的速度和方向。
6. 根据计算得到的速度和方向，控制无人系统进行移动。

人工势场避障算法具有简单、实时性强等优点，但也存在一些问题，如局部最小值问题和震荡问题。为了解决这些问题，可以采用改进的人工势场算法，如改进的人工势场算法、混合势场算法等。