刘乐柱，肖长诗，文元桥

(武汉理工大学 航运学院，武汉430000) (*通信作者电子邮箱cs_xiao@hotmail.com)

基于Dubins路径的无人艇运动规划算法

刘乐柱，肖长诗*，文元桥

(武汉理工大学 航运学院，武汉430000) (*通信作者电子邮箱cs_xiao@hotmail.com)

针对无人艇运动规划问题，通过Dubins路径的理论分析，提出一种利用纯粹几何方法的Dubins路径计算方法。该方法中没有出现解方程组的运算，而是首先根据无人艇运动状态计算转向圆，然后利用几何方法计算转向圆间的公切线，最后通过公切线连接得到Dubins路径。通过5组仿真实验验证了所提方法的有效性。前4组仿真实验分别设计了计算Dubins路径过程中可能出现的各种情形，以验证算法适用于多种情况的Dubins路径计算。最后一组仿真实验用于无人艇的路径规划及运动状态调整，仿真结果表明，基于Dubins路径的无人艇运动规划算法是可行的。

无人艇；路径规划；Dubins路径；运动规划

0 引言

路径规划是无人艇自主导航的关键技术之一，路径规划已在移动机器人技术中得到广泛研究。路径规划是指在有障碍物的工作环境中，利用一定的算法或某些优化准则使移动机器人能从起始点绕开障碍物到达目标点，在此过程中尽量优化机器人运动轨迹[1-3]。

路径规划算法已得到广泛关注和研究，由于真实环境的复杂性，及路径规划的自身困难，至今路径规划仍然是移动机器人自主导航的研究热点之一。现已提出多种路径规划算法。A*算法是一种典型的启发式搜索算法[4]，最早由Nilsson等[5]提出。……