基于高斯过程运动规划的海上环境无人水面艇全自主框架
机器人学
2022-08-25 v2
摘要
无人水面艇（USV）对海上工业中日益增长的领域（包括海上勘探、海上运输和国防行动）具有越来越重要的意义。USV 使用和部署增长的一个主要因素是通过使用自主导航系统生成优化轨迹所提供的操作灵活性增加。与陆地环境中的路径规划不同，海上环境中的规划要求更高，因为需要确保针对风和洋流带来的显著、随机且通常不可预测的环境影响采取缓解措施。以这些必要需求为重点作为主要动机，本文提出了一种新颖的运动规划器，记为 GPMP2*，将基于高斯过程（GP）的基础运动规划器 GPMP2 的应用范围扩展到复杂的海上环境。基于蒙特卡洛随机性（Monte-Carlo stochasticity）的插值策略被创新性地添加到 GPMP2* 中，产生了一种名为带蒙特卡洛随机性的 GPMP2*（MC-GPMP2*）的新算法，其可增加所生成路径的多样性。在算法设计的同时，提出了一种基于 ROS 的先进无人水面艇 WAM-V 20 USV 的全自主框架。所提出的运动规划器以及全自主框架的可行性已在 ROS 中针对某海上风场的模拟巡检任务得到功能验证。
引用
@article{arxiv.2204.10826,
title = {A Fully-autonomous Framework of Unmanned Surface Vehicles in Maritime Environments using Gaussian Process Motion Planning},
author = {Jiawei Meng and Ankita Humne and Richard Bucknall and Brendan Englot and Yuanchang Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.10826},
year = {2022}
}
备注
17 pages, 15 figures