结构化环境中全向车辆的快速近时最优运动规划
最优化与控制
2026-02-04 v1 机器人学
摘要
本文提出了一种新颖且高效的优化方法，用于生成全向车辆在复杂但结构化环境中几乎时最优的轨迹。该方法旨在解决平面运动系统（如磁悬浮系统）在装配线、自动化实验室或无尘室中的运动规划问题。在这些应用场景中，需要实时计算时最优轨迹，以提高生产效率并使车辆在需要时能够做出反应。所提方法通过自由空间走廊对环境表示进行编码，并通过运动原语表示车辆在该走廊内的运动。这些原语被 heuristic 选择，用于以有限的自由度定义轨迹。优化问题求解后，方法在计算时间上显著低于最先进方法，尤其是在固定走廊序列下求解完整的最优控制问题（OCP、OMG-tools 或 VP-STO），而不会显著牺牲最优性。该方法在仿真中进行了广泛基准测试，并在真实世界的 Beckhoff XPlanar 系统上进行了验证。
引用
@article{arxiv.2602.02826,
title = {Fast Near Time-Optimal Motion Planning for Holonomic Vehicles in Structured Environments},
author = {Louis Callens and Bastiaan Vandewal and Ibrahim Ibrahim and Jan Swevers and Wilm Decré},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.02826},
year = {2026}
}