改进A*与APF的移动机器人路径规划算法研究

来源：计算机工程与应用杂志2025年第20期北京时间：

作者：冯泽鹏, 李宗刚, 夏广庆, 陈引娟

单位：1.兰州交通大学 机电工程学院，兰州 730070；2.兰州交通大学 机器人研究所，兰州 730070；3.大连理工大学 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室，辽宁 大连 116024

摘要：针对A*路径规划算法在复杂环境中存在搜索效率受限及动态避障能力不足的问题，提出了一种改进A*算法与人工势场法相结合的路径规划方法。对静态障碍物进行预处理获取可视化通行节点，进而建立在空旷区域和障碍物区域分别采用三角形边界和三邻域的搜索机制，基于双向交替搜索策略实现了全局路径规划；将全局路径离散为等间距轨迹点，并引入人工势能函数将位于轨线上的动态障碍物影响区域建模为椭圆区域，利用机器人与前进方向最近轨迹点的距离作为斥力函数修正因子，将其与前进方向轨迹点吸引力的合力方向作为机器人避障方向，实现局部避障。仿真结果表明，所提算法与传统双向A*算法相比，搜索时间减少了96%，遍历节点数减少了82.28%，机器人在实现避障的同时沿着全局最优路径前行，从而验证了算法的有效性。

关键词：移动机器人,路径规划,改进A*算法,APF算法,动态避障