动态环境中在线生成无碰撞轨迹
机器人学
2026-03-03 v1
摘要
本文提出了一种用于将任意由序列表示的几何路径（由任何规划器生成，如采样-based 规划器如 RRT 或 PRM、搜索-based 规划器如 ARA* 等）转换为相应的动力学可行、抖动受限轨迹的在线方法。该方法生成一系列五次/四次样条曲线，可在用户指定的控制速率下进行离散化，然后流式传输至低层机器人控制器。我们的 approach 实现了对环境新捕获变化的实时适应。它也可以在任意时刻重新调用，用于生成从机器人当前状态到所需目标状态或状态序列的新轨迹。我们保证在动态环境中，轨迹将在一定时间内保持无碰撞，同时允许对原始路径保持有界的几何偏差。考虑了动力学约束，包括抖动限制。我们通过对抗争方法的比较性仿真研究验证了该方法，展示了在平滑性、计算时间和实时性能方面的优势，尤其是在目标状态频繁变化（最高达 1 kHz）的场景中。实验在真实机器人上进行，表明该方法可用于包括人类存在的实际场景。
引用
@article{arxiv.2603.00759,
title = {Online Generation of Collision-Free Trajectories in Dynamic Environments},
author = {Nermin Covic and Bakir Lacevic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.00759},
year = {2026}
}
备注
Submitted to IEEE Robotics and Automation Letters (RA-L)