基于多分辨率地图与混合A-RRT*算法的无人机三维路径规划
来源：计算机工程与应用杂志2026年第10期北京时间：
作者：黄俊豪, 赖惠成, 王洋, 彭汪忆楠, 于逸然, 杨龙飞
单位：1.新疆大学 计算机科学与技术学院，乌鲁木齐 830046；2.新疆维吾尔自治区信号检测与处理重点实验室，乌鲁木齐 830046；3.丝路多语言认知计算国际合作联合实验室，乌鲁木齐 830046；
摘要：针对现有无人机在三维环境路径规划中计算复杂、效率低和路径质量不佳等问题，提出一种基于多分辨率地图与混合A-RRT*算法的分层规划方法。该方法结合A*的全局寻优能力与RRT*的局部探索能力，提升规划效率与路径可靠性。首先采用“两级地图”机制，通过降采样数字高程模型（digital elevation model，DEM）生成低分辨率地图，并利用改进A*算法生成“全局引导路径”。随后基于引导路径构建空间走廊，采用改进RRT*算法进行局部路径探索与优化。局部优化阶段引入混合采样策略，并通过综合考虑路径长度、飞行高度、威胁规避和航迹平滑性等因素优化路径质量。为增强复杂场景下的算法鲁棒性，设计了针对性的回溯机制。该分层框架通过“全局引导+局部优化”实现全局最优性引导下的局部精细化求解。仿真结果表明，该框架在多个地形场景中规划出的飞行路径的路径稳定性和性能均优于单层搜索算法，尤其在极端复杂场景下，结合回溯机制显著提升了算法的成功率和路径质量。
关键词：无人机三维路径规划,多分辨率地图,混合A-RRT*算法,回溯机制
基金资助：科技创新2030——“新一代人工智能”重大项目（2022ZD0115803）。
