動的障害物を含む複雑な静的環境におけるリアルタイムUAV軌道計画フレームワーク
DPMPC-Planner: A real-time UAV trajectory planning framework for complex static environments with dynamic obstacles
静的マップと動的物体表現を分離し、反復コリドー縮小で静的軌道を生成した後、確率制約付きMPCで不確実な動的障害物を回避するUAVナビゲーション手法を提案した。
著者: Zhefan Xu, Di Deng, Yiping Dong, Kenji Shimada
分類: cs.RO, cs.AI
原文アブストラクト
Safe UAV navigation is challenging due to the complex environment structures, dynamic obstacles, and uncertainties from measurement noises and unpredictable moving obstacle behaviors. Although plenty of recent works achieve safe navigation in complex static environments with sophisticated mapping algorithms, such as occupancy map and ESDF map, these methods cannot reliably handle dynamic environments due to the mapping limitation from moving obstacles. To address the limitation, this paper proposes a trajectory planning framework to achieve safe navigation considering complex static environments with dynamic obstacles. To reliably handle dynamic obstacles, we divide the environment representation into static mapping and dynamic object representation, which can be obtained from computer vision methods. Our framework first generates a static trajectory based on the proposed iterative corridor shrinking algorithm. Then, reactive chance-constrained model predictive control with temporal goal tracking is applied to avoid dynamic obstacles with uncertainties. The simulation results in various environments demonstrate the ability of our algorithm to navigate safely in complex static environments with dynamic obstacles.
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