汪四新，谭功全，蒋 沁，苏 畅

(四川轻化工大学自动化与信息工程学院，四川自贡643000)

1 引言

移动机器人首先要解决的问题就是如何有效快速地到达目标点，而且能够避开环境中的障碍物。路径规划是机器人导航中最基本的问题[1-2]，指的是如何规划出一条由出发位置到目标位置的无碰撞适宜轨迹。路径规划分为局部路径规划和全局路径规划[3]，局部路径规划指的是环境未知情况下的避障运动规划，全局路径规划则是在环境已知的情况下搜索全局最优的路径规划。常用的局部路径规划算法有动态窗口法DWA[4]、人工势场法[5]等。常用的全局路径算法主要有神经网络[6]、遗传算法[7]、栅格法[8]、A*算法[9]、RRT[10]以及仿生群搜索算法[11-12]等。

A*算法作为常用的全局算法中的一种，能够在静态环境中快速求解最优路径[13]。王淼弛[14]对双向A*算法采用24领域扩展方法，提高了算法单步搜索区域，但搜索节点过多且双向搜索采用异步双向搜索，导致算法的运行时间过长。王中玉等人[15]针对路径冗余点和拐点改进评价函数，提高了路径的平滑性，但采用扩展障碍物方法没有从根本上解决拐点碰撞问题。陈若男等人[16]采用领域矩阵方法搜索障碍物，改善了路径安全性，但没有提高路径搜索效率。

本文在已知静态环境下，采用A*算法双向搜索方式，并引入双向中点虚拟目标点引导双向往点靠拢相遇，减少搜索时间。其次加入预估函数权重，兼顾搜索效率与路径距离质量。最后考虑安全性，进行障碍物拐点领域扩展切换。……