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REACT:面向 tethered underwater vehicles 的实时 entanglement-aware 覆盖路径规划

机器人学 2026-02-09 v2 系统与控制 系统与控制

摘要

使用 tethered underwater vehicles 检查 underwater structures 常受到 tether 缠绕风险的限制。我们提出了REACT(real-time entanglement-aware coverage path planning for tethered underwater vehicles),一个旨�克服这一限制的框架。REACT包含一个基于几何的高效tether模型,采用 signed distance field(SDF)图实现对任意结构在3D中紧绷tether配置的准确、实时仿真。该模型通过强制 maximum tether length 约束,实现了有效的在线重规划策略,从而主动防止缠绕。将REACT集成到覆盖路径规划框架中,我们实现了安全、无缠绕的检查路径,这以往由于tether约束而难以实现。REACT完整框架的效能在管道检查场景中得到验证,展示了安全导航和完整覆盖检查。仿真结果表明,REACT在保持tether约束的同时实现完整覆盖,完成整个任务所需时间比传统规划器快20%,尽管由于主动避免缠绕而需要更长的检查时间,这消除了事后 extensive disentanglement。实际实验确认了这些收益,REACT完成了完整任务,而基准规划器因物理tether缠绕而失败。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.10204,
  title  = {REACT: Real-time Entanglement-Aware Coverage Path Planning for Tethered Underwater Vehicles},
  author = {Abdelhakim Amer and Mohit Mehindratta and Yury Brodskiy and Bilal Wehbe and Erdal Kayacan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.10204},
  year   = {2026}
}

备注

Accepted for publication at International Conference on Robotics & Automation 2026