基于交替最小化的四旋翼激进飞行轨迹生成
机器人学
2020-02-26 v1 最优化与控制
摘要
尽管四旋翼轨迹规划已有大量研究，实时生成时空最优轨迹仍具挑战。本文提出一种用于激进自主飞行的大规模分段多项式轨迹生成框架，其突出优势为卓越计算效率与时空同时最优。利用规划问题隐式解耦结构，我们在轨迹段的边界条件与时间段之间进行交替最小化。各最小化阶段中，我们借助子问题的代数便利性逃离较差局部极小并实现最低时间消耗。给出了所提方法全局/局部收敛速率的理论分析。此外，基于多项式理论，设计了一种针对各类约束的极速可行性检查方法。将该法纳入交替结构，构建了在可行性前提下优化轨迹的约束最小化算法。基准评估表明本算法在效率、最优性与可扩展性上优于 SOTA 方法。在含密集障碍的有限空间内激进飞行实验展示了所提算法性能。我们将实现作为开源 ros 功能包发布。
引用
@article{arxiv.2002.10629,
title = {Alternating Minimization Based Trajectory Generation for Quadrotor Aggressive Flight},
author = {Zhepei Wang and Xin Zhou and Chao Xu and Jian Chu and Fei Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.10629},
year = {2020}
}
备注
The paper is submitted to RA-L/IROS 2020