面向空陆双模车辆的扰动感知动力学轨迹规划
机器人学
2025-09-18 v2
摘要
空陆双模车辆通过结合空中运动的灵活性与陆地移动的能源效率，为 navigating complex environments 提供了有前景的解决方案。然而，规划满足动态可行性、平滑、碰撞自由和能效的轨迹仍具有挑战性，这主要源于两个关键因素：1) 空中和陆地领域的未知动态扰动，以及2) 管理双模动力学及其不同约束特征的内在复杂性。本文提出一种扰动感知运动规划框架，通过实时扰动估计和自适应轨迹生成来解决此挑战。该框架包含两个关键组件：1) 一种扰动自适应安全边界调整机制，基于扰动观测器估计的扰动，动态确定空中和陆地模式下动态约束的可行区域；2) 一种约束自适应双模运动规划器，将扰动感知路径搜索集成以引导轨迹向扰动较小的区域，以及基于 B 样条的轨迹优化以在建立的可行约束边界内细化轨迹。针对自开发的空陆双模车辆进行实验验证，表明在三个典型扰动情景下，性能显著提升，轨迹跟踪误差平均降低 33.9%，同时仍保持优于现有方法的时间能耗权衡。
引用
@article{arxiv.2508.05972,
title = {Disturbance-Aware Dynamical Trajectory Planning for Air-Land Bimodal Vehicles},
author = {Shaoting Liu and Wenshuai Yu and Bo Zhang and Shoubin Chen and Fei Ma and Zhou Liu and Qingquan Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.05972},
year = {2025}
}