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具有自由终端取向的球面受Dubins路径弯曲率约束最优 geodesic 的推广

最优化与控制 2024-09-17 v1

摘要

本文考虑了单位球面上 Dubins 车辆进行运动规划以到达指定最终位置的问题。Dubins 路径在球面上的半径受下界约束 rr。在先前的研究中,已证明当 r12r \leq \frac{1}{2} 时,最优路径类型为 CGCCCG、CC 或其退化路径。其中,C=LRC = L、R 表示最小转弯半径为 rr 的紧左/右转弧,GG 表示大圆弧。本研究将解相同问题的候选路径推广以模型转弯半径更大的车辆。特别地,证明当 r32r \leq \frac{\sqrt{3}}{2} 时,候选最优路径类型为 CGCCCG、CC 或其退化路径。由于对于给定的最终位置最多存在两个 LGLG 路径和两个 RGRG 路径,本文进一步证明仅有一个 LGLG 路径和一个 RGRG 路径可为最优,故当 r32r \leq \frac{\sqrt{3}}{2} 时,共有七种候选最优路径。本研究还推导了 CCCC 路径最优性的额外条件。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.09954,
  title  = {Generalization of Optimal Geodesic Curvature Constrained Dubins' Path on Sphere with Free Terminal Orientation},
  author = {Deepak Prakash Kumar and Swaroop Darbha and Satyanarayana Gupta Manyam and David Casbeer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.09954},
  year   = {2024}
}