HEPP：无人机高速避障的超高效感知与规划
机器人学
2025-05-26 v1
摘要
无人机在杂乱环境中进行高速避障是一项重大挑战。现有的无人机规划与避障系统只能以中等速度飞行，或在空旷或稀疏场地以高速飞行。本文提出了一种用于无人机高速避障的超高效感知与规划系统。该系统主要由三个模块组成：1）一种新颖的增量机器人中心映射方法，结合距离和梯度信息，与现有方法相比耗时减少89.5%；2）一种新颖的障碍物感知拓扑路径搜索方法，可生成多条不同路径；3）一种基于自适应梯度的轨迹生成方法，配以新颖的时间预分配算法。通过这些创新，该系统具有出色的实时性能，每次迭代仅延迟毫秒级，在杂乱环境中以15 m/s高速飞行时比现有方法耗时减少79.24%，使无人机能够在杂乱环境中快速飞行并避开障碍物。规划的无人机轨迹在时间和空间域上均接近全局最优。最后，仿真和真实实验的广泛验证证明了所提出系统在杂乱环境中高速导航的有效性。
引用
@article{arxiv.2505.17438,
title = {HEPP: Hyper-efficient Perception and Planning for High-speed Obstacle Avoidance of UAVs},
author = {Minghao Lu and Xiyu Fan and Bowen Xu and Zexuan Yan and Rui Peng and Han Chen and Lixian Zhang and Peng Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.17438},
year = {2025}
}