容许速度传播：超越高维机器人准静态路径规划

路径-速度分解是解决动力学运动规划复杂性的一种直观而强大的方法。困难的轨迹规划问题通过两个独立且更简单的步骤解决：首先，在构型空间中找到满足几何约束的路径（路径规划）；其次，找到该路径的满足动力学约束的时间参数化。一个基本要求是第一步中找到的路径应该是可时间参数化的。大多数现有工作通过在路径规划步骤中强制执行准静态约束来满足这一要求，这导致了完备性的重要损失。我们提出了一种方法，使路径-速度分解能够发现真正的动态运动，即不能准静态执行的运动。所提出方法的核心是一个新算法——容许速度传播——给定一条路径和该路径起点处的可达速度区间，该算法能够精确且高效地计算系统在遵守动力学约束的情况下遍历该路径后所能达到的所有速度区间。将该算法与通常的基于采样的规划器相结合，便产生了一族新的轨迹规划器，它们可以适当地处理动力学约束，同时保留路径-速度分解的优势。我们在一些困难的动力学规划问题上证明了所提出方法的效率，特别是在这些问题上，准静态方法注定会失败。