胡 蔷1，高立娥1，2，刘卫东1，2，李泽宇1

（1.西北工业大学航海学院，西安 710072；2.水下信息与控制国家重点实验室，西安 710072）

基于Dubins曲线和改进A*算法的AUV路径规划方法

胡 蔷1，高立娥1，2，刘卫东1，2，李泽宇1

（1.西北工业大学航海学院，西安 710072；2.水下信息与控制国家重点实验室，西安 710072）

将Dubins曲线和具有角度约束的改进A*搜索算法结合应用于路径规划中，能解决路径长度最短和安全性的问题。这样规划出来的路径由两段满足AUV最小转弯半径的圆弧和一段同时与两弧相切的直线构成；圆弧段由产生Dubins路径的方法产生，直线段由改进A*搜索算法扩展产生；首先通过判断Dubins路径存在条件，解算Dubins曲线参数，从而确定此路径中两圆弧的起始点、终止点坐标；再通过这些圆弧坐标可得到直线与圆弧的切入点、切出点，此两点就是改进A*搜索算法扩展路径的起始点和终止点；以Matlab为工具进行仿真实验，验证了此方法能产生规避障碍物的可行的最短路径。

Dubins曲线；改进A*搜索算法；路径规划；Matlab

0 引言

自主式水下航行器（autonomous underwater vehicle，AUV），具有活动范围大、机动性好、安全并且隐蔽性好等优点，从60年代中期起，工业界和军方开始对其发生巨大兴趣。AUV是利用自身传感器，搜集环境中的信息，采用一定的算法建立周围环境的模型，控制其在环境中按照预定的路径航行到目标位置［1-3］。AUV研究领域的范围很广，但是路径规划是最基础也是最必要的部分，在复杂的海洋环境中，它保证AUV的有效行驶并完成给定的任务要求。

AUV路径规划方法多种多样，目前大都是从地面机器人系统借鉴来的，后来人们将室内地面机器人技术加以提升和改进，应用到空中和水下［4 5］。……