使用正交信任区域的投影——安全椭球走廊进行轨迹规划
机器人学
2025-09-25 v1
摘要
在复杂环境中规划无碰撞轨迹仍然是机器人领域的核心挑战。现有的基于走廊的规划器依赖将自由空间分解为无碰撞子集，其可扩展性随环境复杂度下降，且需要为轨迹段显式分配时间窗口。我们引入了一种新的轨迹参数化方法，将非凸无碰撞走廊中的轨迹表示为凸的笛卡尔积球。这种参数化使我们能够将问题规模与解的几何复杂度解耦，并通过允许轨迹在椭球走廊内连续演化自然地避免了显式的时间分配。基于这种表示，我们构建了正交信任区域问题（Orthogonal Trust Region Problem, Orth-TRP），这是一种具有可分离块约束的专用凸规划问题，并开发了一个利用这种并行结构以及每个并行子问题独特结构进行高效优化的求解器。在四旋翼轨迹规划基准上的实验表明，我们的方法产生了更平滑的轨迹和更低的运行时间，优于最先进的基于走廊的规划器，尤其是在高度复杂的环境中。
引用
@article{arxiv.2509.19734,
title = {Trajectory Planning Using Safe Ellipsoidal Corridors as Projections of Orthogonal Trust Regions},
author = {Akshay Jaitly and Jon Arrizabalaga and Guanrui Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.19734},
year = {2025}
}