FASTER：未知环境中导航的快速且安全轨迹规划器
机器人学
2021-09-01 v2 计算机视觉与模式识别
摘要
在未知环境中为无人机规划高速轨迹需要能够使反应时间快速以保证安全、并在环境信息逐渐增多时生效的算法技术。通过在对已知自由空间中强制“停止”条件来确保安全的标准方法会严重限制飞行器速度，尤其在大部分环境未知的情况下。此外，通常施加于轨迹上的临时与区间分配方案也会导致保守且较慢的轨迹。本文提出FASTER（Fast and Safe Trajectory Planner，快速且安全轨迹规划器）以在不牺牲速度的前提下确保安全。FASTER通过使局部规划器可在已知自由空间与未知空间中同时优化来获得高速轨迹。安全性由在已知自由空间中始终保有一条安全备份轨迹来保证。所提出的MIQP（混合整数二次规划）形式还允许求解器选择轨迹区间分配。FASTER在仿真与真实硬件中进行了广泛测试，展示了在未知杂乱环境中以高达7.8m/s速度飞行，以及以滑移转向地面机器人最大速度（2m/s）进行的实验。
引用
@article{arxiv.2001.04420,
title = {FASTER: Fast and Safe Trajectory Planner for Navigation in Unknown Environments},
author = {Jesus Tordesillas and Brett T. Lopez and Michael Everett and Jonathan P. How},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.04420},
year = {2021}
}
备注
This paper has been accepted for publication in IEEE Transactions on Robotics. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1903.03558