Bubble Planner：利用后退走廊规划高速平滑四旋翼轨迹
机器人学
2022-09-15 v2
摘要
四旋翼是敏捷平台。在人类专家操作下，它们能在杂乱环境中进行极高速飞行。然而，全自主高速飞行仍是一项重大挑战。本文中，我们提出一种基于走廊约束最小控制代价轨迹优化（MINCO）框架的运动规划算法。具体而言，我们使用一系列重叠球体表示环境的自由空间，并提出了两种新颖设计，使算法能实时规划高速四旋翼轨迹。其一是基于采样的走廊生成方法，生成在相邻两球体间具有大重叠区域（从而整体走廊尺寸大）的球体。其二是后退地平线走廊（RHC）策略，在每次重规划时复用部分先前生成的走廊。这两种设计共同依据四旋翼当前状态扩大了走廊空间，从而允许四旋翼高速机动。我们将算法与其他最先进规划方法在仿真中对比以展示其优越性。还进行了全面的消融实验以表明两种设计的必要性。所提方法最终在林地环境中自主 LiDAR 导航四旋翼无人机上评估，在无任何先验地图或外部定位设施下实现了超过 13.7 m/s 的飞行速度。
引用
@article{arxiv.2202.12177,
title = {Bubble Planner: Planning High-speed Smooth Quadrotor Trajectories using Receding Corridors},
author = {Yunfan Ren and Fangcheng Zhu and Wenyi Liu and Zhepei Wang and Yi Lin and Fei Gao and Fu Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.12177},
year = {2022}
}