加入虚拟人的民航虚拟维修训练系统能够直观展示各类维修操作及流程,为机务维修人员提供高效可靠的维修训练。而虚拟人在维修环境中的路径规划问题作为虚拟维修过程中的重要环节,是提高维修训练效果的关键之一。为此,本文提出应用于虚拟维修过程的路径规划算法,对虚拟人移动及虚拟手臂运动的路径进行规划。该算法提高了路径搜索效率并改善了规划后的路径效果。论文主要工作如下:首先,简述虚拟环境路径规划所解决的三个问题:环境建模,路径搜索及路径平滑,对常用的环境建模方法和路径规划算法进行概述,分析总结了各方法适用场景及优缺点,结合民航虚拟维修环境特点,选用栅格法进行路径规划环境建模。其次,提出一种双向A~*与改进人工势场法相结合的路径规划算法,对虚拟人在维修环境中的移动路径进行规划。该算法通过双向A~*算法和设定子目标点对虚拟人的移动过程进行全局路径规划,并运用改进人工势场法进行局部规划和路径平滑,解决了虚拟人动态避障及路径节点多的问题。通过设定产生斥力势场的障碍物范围,解决了虚拟人易陷入局部最优解和障碍物附近目标位置不易到达的问题。再次,提出一种启发式Bi-RRT规划算法,对虚拟人手臂从起始位置到目标位置的运动路径进行规划。采用D-H法建立7自由度虚拟人手臂运动模型,结合逆运动学实现手臂运动过程中的姿态求解。通过筛选Bi-RRT算法扩展树的随机点,减小搜索范围,从而提高手臂运动路径的搜索效率。并对搜索路径进行平滑处理,减少虚拟手臂运动过程中的冗余路径节点。最后,通过MATLAB仿真验证了本文路径规划算法的可行性。与传统路径规划算法相比,应用本文算法规划后的路径节点更少、路径搜索速度更快。并在实验室现有A320飞机维护模拟训练器进行实验,此规划算法能够满足虚拟人在虚拟维修任务中的路径规划要求。