传统 A*算法与改进 A*算法性能对比?改进 A*算法融合 DWA 算法规避未知障碍物仿真
摘要：路径规划是机器人导航中的重要问题之一。传统的 A*算法虽然在静态环境中表现良好，但在动
态环境下性能下降明显。为了解决这一问题，本文提出了一种改进的 A*算法，通过融合动态窗口算法
(DWA)实现对未知障碍物的规避。本文通过仿真实验对传统 A*算法和改进 A*算法进行性能对比，并
展示了改进 A*算法融合 DWA 算法的仿真结果。
关键词：路径规划, A*算法, 改进 A*算法, 动态窗口算法(DWA), 未知障碍物, 仿真
引言
路径规划作为机器人导航的核心问题之一，一直受到学术界和工业界的广泛关注。其中，A*算法作为
一种基于图搜索的路径规划算法，被广泛应用于静态环境中。然而，在动态环境下，A*算法的性能会
受到较大的影响，因为它无法对未知障碍物进行准确的预测和规避。
为了提高路径规划算法在动态环境下的性能，本文提出了一种改进的 A*算法。该算法在全局路径规划
阶段使用 A*算法，但在局部路径规划阶段融合了动态窗口算法(DWA)。通过这种方式，改进的 A*算
法能够在规避动态障碍物的同时与障碍物保持一定距离，提高了路径规划的可靠性和安全性。
方法
改进的 A*算法分为全局路径规划和局部路径规划两个阶段。在全局路径规划阶段，算法使用 A*算法
来搜索最短路径。具体而言，改进的 A*算法使用启发式函数来估计每个节点到目标节点的代价，并通
过优先级队列选择路径。在局部路径规划阶段，算法使用动态窗口算法(DWA)来规避动态障碍物。
DWA 算法通过在速度-加速度空间中搜索可行的速度和加速度组合，选择使机器人保持一定距离障碍
物的最优速度和加速度。
实验
为了验证改进的 A*算法的性能，本文进行了一系列仿真实验。实验设置了不同起点和终点的情况下，
包含未知动态障碍物和未知静态障碍物的地图，以及多种尺寸的地图进行对比。通过对比传统 A*算法
和改进 A*算法的仿真结果，我们可以看到改进 A*算法在动态环境下的性能明显优于传统 A*算法。此
外，本文还展示了角速度、线速度和姿态位角的变化曲线，以及丰富的仿真图片。
结论
本文提出了一种改进的 A*算法，通过融合动态窗口算法(DWA)实现对未知障碍物的规避。通过仿真实
验，我们验证了改进 A*算法在性能上的优势。改进 A*算法既能规避动态障碍物，又能与障碍物保持
一定距离，提高了路径规划的可靠性和安全性。未来的研究可以进一步优化算法的效率和鲁棒性。
