海洋资源的有效利用是当前海洋战略的一个重点。随着海上人工设施的不断增加,海上通航环境也发生了变化。一方面海洋工程设备充当了一种海上固定障碍物,增加了附近正常通航船舶的危险性,另一方面当这些设施需要维护时不得不安排船只靠近障碍物运送人员和物资。对于这些航行受到威胁的船舶,寻找一条安全的最短路径具有重要意义。A~*算法作为一种经典的路径规划算法,具有使用方便,能在静态环境中找到全局最优路径的特点。本文以A~*算法为基础提出了一种适用于船舶路径规划的多向A~*算法,在此过程中借鉴人工势场思想,通过图像处理和障碍环境建模改进了搜索地图;借鉴传统A~*算法,通过改变移动步长提出新的邻域节点生成方法。具体内容包括:(1)研究启发式算法的基础理论,分析人工势场和传统A~*算法的实现过程和存在的缺陷,为后文结合两者提出改进A~*算法改进方案打好基础。(2)在构建适用于A~*算法的搜索地图时,首先通过海图图像处理提取有用通航信息,再利用像素点作为描述障碍物位置的基本单元,然后根据障碍物特点结合船舶自身属性和环境条件利用人工势场理论建立虚拟斥力势场模型,最后将斥力转换为船舶靠近惩罚值计算出惩罚矩阵。(3)路径点生成中首先分析了传统A~*算法路径方向受限的根本原因,然后提出一种环形领域生成法。在该方法中,借助节点可达判定保证了规划路径能够满足船舶运动规律,利用邻近节点优选算法和关键点迭代算法实现了对路径的平滑处理。(4)将本文提出的方法用于东海大桥海上风电场区风机维护船舶路径规划模拟,结果表明模拟路径与实际路径有很大相似性。在此基础上只确定船舶行驶过程中必须经过的起点、终点和需要靠近的各风机位置节点计算理论最优路径,可以满足路径最短或者全局运行代价最小的需求。