基于改进A*算法的机器人不平坦地形全局路径规划

来源：计算机工程与应用杂志2025年第5期北京时间：

作者：郭聚刚, 于军琪, 冯春勇, 王凯, 陈易圣, 董振平

单位：1.西安建筑科技大学 建筑设备科学与工程学院，西安 710055 ；2.西安建筑科技大学 机电学院，西安 710055；3.西安建筑科技大学 土木工程学院，西安 710055

摘要：针对机器人在非结构化和不平整地形的路径规划问题，提出了一种基于改进A*算法的全局路径规划方法。改进A*算法引入双向搜索策略以提高算法计算速度。通过路径节点过滤克服了双向搜索策略带来的问题并减少了关键节点的数量，增加坡度约束降低了机器人的爬坡角度和侧倾角度，提高了规划路径的安全性，通过Bézier曲线拟合路径使其变得光滑，更有利于机器人的运动控制。在不同地形和障碍密度的高程图上进行实验，验证了改进的有效性。实验结果表明，与传统A*算法相比，改进A*算法在路径长度增加14.6%至37.84%的情况下，计算时间减少了71.05%至82.90%，关键节点数量减少了51.94%至70.53%，并且爬坡角度和侧倾角度显著减少，路径更加平滑。因此，该方法在提高效率的同时能够在非结构化和不平坦的地形下生成安全可靠的路径。

关键词：路径规划,不平坦地形,改进A*算法,移动机器人