第8卷第1期 智能系统学报 Vol.8 No.1 2013年2月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Feh.2013 D0I:10.3969/j.issn.1673-4785.201208032 网络出版地址：http://ww.cnki.net/kems/detail/23.1538.TP.20130125.1518.009.html 一种基于改进Theta*的机器人路径规划算法 肖国宝，严宣辉 (福建师范大学数学与计算机科学学院，福建福州350007) 摘要：对Theta'算法进行改进，并用于解决机器人路径规划问题.首先，将障碍物对机器人产生的斥力作为一种惩 罚函数加入到启发函数中，并合理地选择惩罚函数权重以确定启发函数.在此基础上，改进A·算法的变种一Te a·算法，提出对路径进行平滑处理的PS_Theta·算法.最后在二维仿真环境中进行验证及数据统计，并推广至三维 复杂环境中，实验结果证明了算法的合理性与有效性. 关键词：机器人；路径规划；启发函数；A'算法；Theta"算法；PS_Theta·算法 中图分类号：TP242.6文献标志码：A文章编号：16734785(2013)01005808 A path planning algorithm based on improved Theta*for mobile robot XIAO Guobao,YAN Xuanhui (School of Mathematics and Computer Science,Fujian Normal University,Fuzhou 350007,China) Abstract:Current research indicates the Theta'algorithm has improved in terms of solving the path planning for a mobile robot.First,the repulsion,which is generated by the obstacles to the robot,has been added to the heuristic function as a penalty function.Based on reasonably choosing the weight of the penalty function,the heuristic func- tion was also identified.Due to this,the Theta*algorithm,a variant of A*algorithm,was improved,thereby crea- ting a smooth route for the PS_Theta'algorithm.In the end,a test was conducted and analyzed,not only in the 2-D coordination simulated environment but also in the 3-D complex environment,and the data validated the algo- rithm reasonably and effectively. Keywords:mobile robot;path planning;heuristic function;A'algorithm;Theta'algorithm;PS_Theta'algorithm 路径规划是智能交通、智能网络、机器人等人工 的问题.目前，确定性环境的导航控制方法已取得了 智能研究领域的重要分支，所谓移动机器人路径规 大量的研究和应用成果56，在二维未知环境中的 划技术，就是机器人根据自身传感器对环境的感知， 导航控制方面已展开了一些研究，并提出了若干方 在线规划出一条安全、可靠的运行路径，同时高效完 法？9)；但随着人类活动空间的扩张，已有的二维路 成作业任务2].它是一个比较复杂的带约束条件 径规划技术越来越满足不了许多领域的需求，人们 的优化问题，约束条件包括但不限于：不与障碍物碰 迫切需要一套成熟可靠的三维空间路径规划技 撞、运动路径最短、尽量远离障碍物、路径尽量平滑 术1 等34 机器人路径规划需要考虑很多因素，其中主要 未知环境下的机器人路径规划是智能体实现其 包括环境的不确定性和动态特性、规划算法的优越 在线规划的前提，也是移动机器人导航中一个重要 性、实时能力等.三维环境下的机器人路径规划问题 由于运动学和动力学约束变得非常复杂，机器人的 收稿日期：201208-24.网络出版日期：201301-25 基金项目：国家自然科学基金资助项目(61175123)；福建省省属高校 自由度也大幅度增加，这要求规划算法的实时性要 科研专项重点项目(K2009006);福建省高校服务海西建 比较好，防止出现数据爆炸的情况.针对盲目搜索的 设重点项目. 通信作者：严宣辉.E-mail:x-gh@163.com. 效率较低，会耗费过多的计算空间与时间，目前用于