基于四叉树模型预测控制的移动机器人无碰撞导航
机器人学
2025-11-18 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
本文提出了一种用于自主移动机器人 (AMR) 的集成导航框架,统一了环境表示、轨迹生成与模型预测控制 (MPC)。该方法采用四叉树方法从占用网格生成结构化、轴对齐的无碰撞区域。这些区域既可用于开发安全走廊,也可作为 MPC 公式中的线性约束,从而在无需直接障碍编码的情况下实现高效可靠的导航。完整的管道将包括安全区域提取、连通图构建、轨迹生成和 B 样条平滑,集成为一个连贯的系统。实验结果表明,在复杂环境中,该方法表现出一致的成功率和优于基线方法的优异性能。
引用
@article{arxiv.2511.13188,
title = {Collision-Free Navigation of Mobile Robots via Quadtree-Based Model Predictive Control},
author = {Osama Al Sheikh Ali and Sotiris Koutsoftas and Ze Zhang and Knut Akesson and Emmanuel Dean},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.13188},
year = {2025}
}
备注
This paper has been accepted by IEEE SII 2026