融合改进A*算法和人工势场法的机器鱼路径规划

来源：电子测量技术杂志2025年第13期北京时间：

作者：王慧锬，陈坤，何丽，白康乐

单位：新疆大学机械工程学院 乌鲁木齐 830017

摘要：为了解决传统路径规划算法在路径规划时效率较低、路径不平滑、动态避障效果较差等问题，本文提出了一种将A*算法方法与人工势场法（APF）相结合的混合路径规划方法。针对A*算法采用了动态加权法，根据机器鱼行进的位置及机器鱼与障碍物的距离为指标来调整启发函数的权重，同时采用搜索角度规则表，减少搜索领域以提高效率；另一方面，采用高斯滤波法对所获得的最佳路径进行曲线平滑。然后将改进后的A*算法生成的路径最为APF算法的搜索路径，在实现最短路径规划的基础上实现了动态避障。最后进行了仿真实验，将改进的A*算法应用在4种障碍物不同的地图和6种大小不同的地图上。实验结果表明，与原始A*算法相比，改进后的A*算法4种障碍物不同的地图中，搜索时间平均减少了52.32%，搜索节点数平均减少了56.60%，路径长度减少了6.33%；在6种不同尺寸的地图下，搜索节点数平均减少了49.60%，搜索时间平均减少了40.89%，路径长度平均减少了5.55%；融合算法可以在具有动态障碍物的地图下成功地进行动态避障及路径规划。

关键词：A*算法;路径规划;机器鱼;动态加权;高斯滤波;人工势场法

基金资助：国家自然科学基金（62063033）项目资助