文章标题：基于人工势场法改进RRT*算法的无人船路径规划
文章作者：陈小龙1, 李明智1,2, 汪雅琴1, 张橙橙1, 陈禹成1, 张赫轩1
关 键 字：路径规划;RRT*算法;人工势场模型;复合势能函数;无人船
文章摘要：针对无人船在障碍物环境中路径规划效率低、路径冗余大、平滑性差等问题，提出一种融合人工势场法的改进RRT*算法（Artificial Potential Field Rapidly-exploring Random Tree*，APF-RRT*）。该算法以人工势场模型为引导机制，构建包含信息激励势场、引力势场和斥力势场的复合势能函数，从而有目的性地引导采样点朝向目标区域并远离障碍物，提高算法采样效率；同时引入动态步长策略加快扩展速度，最后结合贪心剪枝和路径平滑机制优化初始路径。在2种典型环境下进行仿真对比实验，结果表明文中改进RRT*算法在规划效率、路径长度、平滑度以及稳定性方面优于传统算法，平均规划时长、路径长度、初始路径节点数与改进前相比分别减少了50.88%、6.24%、30.29%。改进算法为无人船在障碍物环境下生成安全、高效的航行路径提供了有力保障。