MPPI-IPDDP：面向自主机器人的无碰撞平滑轨迹生成混合方法
机器人学
2024-10-31 v2 系统与控制
系统与控制
最优化与控制
摘要
本文提出一种混合轨迹优化方法，旨在为自主移动机器人生成无碰撞、平滑的轨迹。通过将基于采样的模型预测路径积分（MPPI）控制与基于梯度的内点微分动态规划（IPDDP）相结合，我们利用二者在探索与平滑方面的各自优势。所提方法 MPPI-IPDDP 包含三个步骤：首先，使用 MPPI 控制生成粗轨迹。其次，构建无碰撞凸走廊。第三，应用 IPDDP 对粗轨迹进行平滑，利用第二步所得无碰撞走廊。为证明方法有效性，我们将所提算法应用于差速轮式移动机器人与点质量四旋翼的轨迹优化。与其他 MPPI 变体及基于连续优化的求解器相比，我们的方法在计算鲁棒性与轨迹平滑性方面表现出更优性能。代码：https://github.com/i-ASL/mppi-ipddp 视频：https://youtu.be/-oUAt5sd9Bk
引用
@article{arxiv.2208.02439,
title = {MPPI-IPDDP: Hybrid Method of Collision-Free Smooth Trajectory Generation for Autonomous Robots},
author = {Min-Gyeom Kim and Minchan Jung and JunGee Hong and Kwang-Ki K. Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.02439},
year = {2024}
}