改进A*算法的移动机器人全局路径规划

来源：电子测量技术杂志2024年第5期北京时间：

作者：熊勇刚，李波，姚焘，付茂林，李城炫

单位：湖南工业大学机械工程学院 株洲 412007

摘要：针对A*算法在移动机器人路径规划存在搜索效率低，路径斜穿障碍物顶点，路径拐弯多等问题。提出一种改进的A*算法，首先在A*算法的邻域扩展中采用避免斜穿障碍物顶点的策略；再引入障碍物因素对评价函数进行指数加权，减少不必要的搜索，提高A*算法的效率和灵活性，使算法偏向于选择障碍物较少的路径；最后使用三次优化折线的策略，加入障碍物安全距离，减少路径上的冗余节点和拐弯。使用MATLAB进行实验仿真，结果表明，在20 m×20 m、40 m×40 m、60 m×60 m栅格地图环境下，改进A*算法较传统A*算法，搜索时间分别减少70.12%、84.31%、91.44%，扩展节点分别减少53.77%、71.20%、74.30%，路径累计拐弯角度分别减少70.48%、76.31%、82.18%，改进A*算法能够有效的提高移动机器人路径规划的效率，路径更为平滑和安全，且在复杂环境中优势更为明显。

关键词：A*算法;评价函数;领域扩展;安全距离;路径规划

基金资助：湖南省自然科学基金(2022JJ50078)、教育部创新基金(2021JQR026)项目资助