APP：一种针对双向捷径和路径扰动的 A* 后处理算法
机器人学
2025-11-18 v1
摘要
A* 和其他图搜索-based planner 生成的路径在机器人领域广泛使用。由于节点扩展方向受限，这些路径通常不是最短的。此外，即使在障碍物不Nearby 的情况下，结果路径中也存在不必要的转向变化或 zig-zag 模式，这与人们直觉相符：在宽阔空旷区域，路径线段应为直线，因为不存在障碍物。本文提出了一种通用且系统化的 A* 和其他图搜索-based planner 的后处理算法。基于 costmap 开发的 A* 后处理算法（APP），该算法在商业服务机器人中广泛使用。首先，提出了一种双向顶点简化算法，用于处理路径和环境的非对称性。在正向和逆向顶点简化期间，提出了一种 thorough shortcut 策略，以提高 path-shortening 性能并避免不必要的转向变化。其次，采用迭代 path perturbation algorithm 以局部减少不必要的转向变化并提高路径 smooth ness。随后进行比较实验，以验证所提方法的优越性。定量性能指标表明，APP 在规划时间、path length 以及不必要转向次数方面均优于现有方法。最后进行现场导航实验，以验证 APP 的实用性。
引用
@article{arxiv.2511.13042,
title = {APP: A* Post-Processing Algorithm for Robots with Bidirectional Shortcut and Path Perturbation},
author = {Yong Li and Hui Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.13042},
year = {2025}
}