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STORM:用于可靠多旋翼无人机轨迹生成的空间-时间迭代优化

机器人学 2025-03-06 v1

摘要

高效且安全的轨迹规划在四旋翼无人机应用中发挥着关键作用。目前, UAV 轨迹优化问题中约束满足与计算效率提升之间的固有权衡尚未得到充分解决。为提升 UAV 轨迹优化性能,我们提出了一种空间-时间迭代优化框架。首先,利用 B 样条表示 UAV 轨迹,通过对控制点施加严格约束来实现严谨的安全保障。随后,通过时空解耦和约束线性化推导出一组 QP-LP 子问题。最后,采用融合引导梯度的迭代优化策略,在不同场景下获得高性能 UAV 轨迹。仿真和真实世界实验结果均验证了所提优化框架在生成安全快速轨迹方面的效率和高性能。我们的源代码将在 https://hitsz-mas.github.io/STORM 发布供社区参考。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.03252,
  title  = {STORM: Spatial-Temporal Iterative Optimization for Reliable Multicopter Trajectory Generation},
  author = {Jinhao Zhang and Zhexuan Zhou and Wenlong Xia and Youmin Gong and Jie Mei},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.03252},
  year   = {2025}
}