基于度量时序逻辑的多旋翼无人机快速可组合救援任务规划
机器人学
2021-04-19 v3 系统与控制
系统与控制
摘要
我们提出一种混合组合方法，用于时间紧迫的搜索与救援场景中多旋翼无人机（UAVs）的实时任务规划。从已知环境出发，我们使用度量时序逻辑（MTL）指定任务，并采用混合动力学模型刻画无人机各种运行模式。随后，我们利用安全与计时约束在过程中的不变性以及无人机的不同模式（即动力学），将任务划分为若干子任务。对于每个子任务，我们将 MTL 规范转化为线性约束，并使用混合整数线性规划（MILP）求解器求解相关的最优控制问题以获得期望路径。通过组合各最优子路径，递归地构建任务的完整路径。我们通过仿真表明，所得次优轨迹满足任务规范，且所提方法显著降低了问题的计算复杂度，使其得以实时实现。我们提出的方法始终确保无人机安全，并保证有限时间任务完成。研究还表明，我们的方法在大量无人机情形下也具有良好可扩展性。
引用
@article{arxiv.1912.07848,
title = {Fast, Composable Rescue Mission Planning for UAVs using Metric Temporal Logic},
author = {Usman A. Fiaz and John S. Baras},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.07848},
year = {2021}
}
备注
Published as a conference paper at the IFAC World Congress 2020. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1904.03830