优化A*与动态窗口法的移动机器人路径规划

来源：计算机集成制造系统杂志2024年第4期北京时间：

作者：王彬, 聂建军, 李海洋, 解晓琳, 鄢鸿桢

单位：1.中原工学院机电学院2.河南科技大学农业装备工程学院

摘要：为解决传统A*算法和动态窗口法在移动机器人路径规划中出现的问题,提出了两种算法的优化方案和优化算法的融合方案。首先,针对传统A*算法中路线对称性强、冗余点多的问题,在启发函数中引入父节点信息,重新构建了可动态调节启发函数权重的代价函数,设计了关建点提取策略。其次,针对传统动态窗口法路线冗长的问题,改进了障碍物距离评价子函数,提出了动态窗口法的自适应环境改进策略。然后,针对改进动态窗口法存在目标点不可达和优化A*算法安全性低的问题,融合了优化A*算法和改进动态窗口法,设计了新的全局路径评价子函数。最后,通过仿真和实验结果对比,验证了融合算法在规划效率、安全性和路径平滑性等方面有很大提升,更符合移动机器人的运动特性。

关键词：移动机器人,路径规划,A*算法,动态窗口法,算法融合

基金资助：国家自然科学基金青年科学基金资助项目（51905154）。