面向带时间逻辑约束的无人机医疗投递轨迹优化
系统与控制
2026-05-12 v2 机器人学
系统与控制
摘要
本文解决无人机（UAV）在城市环境中执行时效性医疗投递的轨迹优化问题。具体而言，我们考虑单个具有 3 自由度动力学的 UAV，需将血液包裹投递至多个医院，每个医院都有预定义的时间窗和优先级。任务目标通过信号时序逻辑（STL）进行编码，实现对空间-时间约束的形式化指定。为确保安全，城市建筑物被建模为 3D 凸障碍物，障碍规避通过凸可行集（CFS）方法实现。整个规划问题——融合 UAV 动力学、STL 满足条件和碰撞规避——被形式化为凸优化问题，保证可求解性，可通过标准凸编程技术高效求解。仿真结果表明，所提方法生成的轨迹在动态可行性、碰撞-free 以及满足时序任务目标方面均表现出优势，为基于无人机的自主医疗物流提供了可扩展且可靠的解决方案。
引用
@article{arxiv.2506.06038,
title = {Trajectory Optimization for UAV-Based Medical Delivery with Temporal Logic Constraints and Convex Feasible Set Collision Avoidance},
author = {Kaiyuan Chen and Yuhan Suo and Shaowei Cui and Yuanqing Xia and Wannian Liang and Shuo Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.06038},
year = {2026}
}
备注
11 pages, 4 figures