基于改进APF-Bi-RRT*算法的移动机器人路径规划研究

来源：南京信息工程大学学报·自然科学版杂志2026年第3期北京时间：

作者：韦伟，陈宇，齐文

单位：韦伟,辽宁工业大学 机械工程与自动化学院, 锦州, 121001,陈宇,辽宁工业大学 机械工程与自动化学院, 锦州, 121001,齐文,中国昆仑工程有限公司辽锦分公司, 锦州, 121001

摘要：针对移动机器人路径规划中的双向快速拓展随机树(Bi-RRT*)算法存在采样点冗余、路径规划质量不高和路径曲折的问题,本文提出一种改进的APF-Bi-RRT* 算法.首先,在Bi-RRT*的基础上引入动态目标偏置函数,减少采样点,提高路径规划的效率;其次,在人工势场方面引入动态斥力系数,实时调节斥力大小,提高路径规划质量;最后,对剪枝算法进行改进,通过引入安全距离检测策略,结合三次B样条曲线,改善路径曲折的问题.将算法应用于多种环境进行仿真实验,结果表明,相较于APF-Bi-RRT*、Bi-RRT*和RRT*算法,规划效率分别提升16.46%、22.52%和62.68%,改进后的算法在耗时、采样点上大幅减少,路径长度更短、平滑度更高.

关键词：路径规划;Bi-RRT*算法;人工势场;剪枝算法;三次B样条

基金资助：辽宁工业大学博士科研启动基金(XB2021003)