基于碰撞基元的可微碰撞避免

机器人运动规划的一个核心方面是碰撞避免，目前已有多种不同方法在使用。基于优化的运动规划是一种方法，通常严重依赖机器人与障碍物之间的距离计算。这些计算很容易成为瓶颈，因为它们随机器人和环境复杂度的增加而难以扩展。为提升性能，许多不同方法建议使用碰撞基元，即近似更复杂刚体且更易于计算距离的简单形状。然而，每对基元都需要其专门的代码，且某些组合已知存在数值问题。本文中，我们提出一种易于使用、统一处理多种基元的方法。我们将距离计算表述为一个最小化问题，并迭代求解。我们展示了如何对该最小化问题求导，使其能无缝集成到轨迹优化方法中。实验表明，我们的方法在耗时和轨迹质量上均表现良好。我们的实现源代码将在录用后发布。