基于中止式 A* 的非完整车辆快速重规划运动控制
机器人学
2022-07-22 v3
摘要
自动驾驶车辆必须能够以无碰撞的方式在动态且不可预测的环境中导航。迄今为止，这仅在无人驾驶汽车和仓储设施中部分实现，其中道路、车道和交通标志等标记结构简化了运动规划与碰撞避免问题。我们提出了一种用于类车车辆的新控制方法，其基于前所未有的快速 A* 实现，可使控制循环以 30 Hz 的频率运行。该频率使我们的 A* 算法能够作为低级重规划控制器，非常适用于几乎任意动态环境中的导航与碰撞避免。由于采用沿至目标最短路径布置的由旋转-平移-旋转运动构成的高效启发式，我们的短期中止式 A* (STAA*) 收敛迅速，并可提前中止以保证高且稳定的控制速率。当 STAA* 沿最短路径扩展状态时，它负责与环境（包括移动障碍物的预测状态）的碰撞检测，并在计算时间耗尽时返回已找到的最优解。尽管计算时间有界，我们的 STAA* 因遵循最短路径而不会陷入角落。在仿真与真实机器人实验中，我们证明该控制方法几乎完全消除了碰撞，并且优于具有预测碰撞避免能力的动态窗口法改进版本。
引用
@article{arxiv.2109.07775,
title = {Fast-Replanning Motion Control for Non-Holonomic Vehicles with Aborting A*},
author = {Marcell Missura and Arindam Roychoudhury and Maren Bennewitz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.07775},
year = {2022}
}
备注
Accepted to IROS 22