未知环境下鲁棒且递归可行的实时轨迹规划

未知环境中移动机器人的运动规划器面临着同时维持对未建模不确定性的鲁棒性以及轨迹求解问题持续可行性的挑战。即在处理不确定性时，运动规划器必须更新其轨迹，实时适应新揭示的环境；未能如此可能导致不安全状况。许多现有规划算法通过维持执行紧急刹车所需的间隙来保证这些性质，其本身是一种鲁棒且持续可行的机动。然而，此类机动不适用于无法或危险刹车系统，如固定翼飞机。为此，我们提出了一种实时鲁棒规划器，无需任何刹车即可递归保证持续可行性。该规划器通过从滚动时域局部轨迹的前向可达集出发，构造顺序组合漏斗的环路，确保对有界不确定性的鲁棒性与持续可行性。我们针对跟踪定速参考轨迹的机器人小车实现了所提算法。实验结果表明，该算法能以高于 16 Hz 的频率运行，同时成功使系统远离任何死胡同，以维持安全性与可行性。