面向视场受限自主飞行的全局偏航角参数化轨迹优化
机器人学
2024-10-04 v2
摘要
具有受限视场传感器的四旋翼飞行器的轨迹生成在空中探索、覆盖、检查、摄像和目标跟踪等众多应用中具有重要意义。以往的大多数工作通过将机器人的航向与其速度对齐，或者通过使用有限的偏航角域来规避角度奇点从而限制候选轨迹的可行空间，来简化偏航轨迹的优化任务。在本文中，我们提出了一种用于轨迹优化的新型全局偏航角参数化方法，允许根据底层算法的需求进行360度偏航角变化。该方法通过引入补充的二次约束并将最终决策变量转换为所需的状态表示，有效地绕过了固有的奇点。该方法显著减少了所需的控制工作量，并提高了优化可行性。此外，我们将该方法应用于需要联合优化偏航和位置轨迹的几个不同应用示例。最后，我们在仿真和真实世界实验中对所提出的方法进行了全面的数值分析和评估。
引用
@article{arxiv.2403.17067,
title = {Trajectory Optimization with Global Yaw Parameterization for Field-of-View Constrained Autonomous Flight},
author = {Yuwei Wu and Yuezhan Tao and Igor Spasojevic and Vijay Kumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.17067},
year = {2024}
}