实现二维搜索的三维 CSC Dubins 路径重参数化
机器人学
2025-03-17 v1
摘要
本文探讨三维空间中飞行器的 Dubins 路径规划问题。具体而言，我们考虑计算 CSC 路径的问题——即由圆弧（C）、直线段（S）和圆弧（C）组成的路径。这些路径对于受最小转弯半径约束的飞行器（如固定翼飞机和水下潜水器）非常有用。我们提出了一种新的参数化方法，将三维 CSC 规划问题简化为对 2 个变量的搜索，从而降低了搜索复杂度，同时提供了辅助该搜索的梯度。我们将这些方程与数值求解器结合，探索了在各种平面和三维场景下计算出的解的数量与类型。我们的方法在绝大多数测试用例中成功计算出 CSC 路径，表明它可用于未来生成鲁棒、高效的曲率约束轨迹。
引用
@article{arxiv.2503.11560,
title = {Reparametrization of 3D CSC Dubins Paths Enabling 2D Search},
author = {Ling Xu and Yuliy Baryshnikov and Cynthia Sung},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.11560},
year = {2025}
}