凸集合グラフと凸最適化による時相論理モーションプランニング
Temporal Logic Motion Planning with Convex Optimization via Graphs of Convex Sets
線形時相論理(LTL)のモーションプランニングを凸集合グラフ上の最短経路問題として定式化し、凸最適化で解くことで、複雑な仕様や高次元系(30自由度ヒューマノイド含む)へスケール可能にした手法を提案。
著者: Vince Kurtz, Hai Lin
分類: cs.RO, cs.FL, cs.SY, eess.SY
原文アブストラクト
Temporal logic is a concise way of specifying complex tasks. But motion planning to achieve temporal logic specifications is difficult, and existing methods struggle to scale to complex specifications and high-dimensional system dynamics. In this paper, we cast Linear Temporal Logic (LTL) motion planning as a shortest path problem in a Graph of Convex Sets (GCS) and solve it with convex optimization. This approach brings together the best of modern optimization-based temporal logic planners and older automata-theoretic methods, addressing the limitations of each: we avoid clipping and passthrough by representing paths with continuous Bezier curves; computational complexity is polynomial (not exponential) in the number of sample points; global optimality can be certified (though it is not guaranteed); soundness and probabilistic completeness are guaranteed under mild assumptions; and most importantly, the method scales to complex specifications and high-dimensional systems, including a 30-DoF humanoid. Open-source code is available at https://github.com/vincekurtz/ltl_gcs.
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