凸集合グラフにおけるマルチクエリ最短経路問題
Multi-Query Shortest-Path Problem in Graphs of Convex Sets
凸集合グラフ上の最短経路問題をマルチクエリに拡張し、半正定値計画で事前計算した下界を用いてオンラインで高速に経路生成する手法を提案。7自由度ロボットアームで既存手法より最大2桁高速に高品質な軌道を生成。
著者: Savva Morozov, Tobia Marcucci, Alexandre Amice, Bernhard Paus Graesdal, Rohan Bosworth, Pablo A. Parrilo, Russ Tedrake
分類: cs.RO
原文アブストラクト
The Shortest-Path Problem in Graph of Convex Sets (SPP in GCS) is a recently developed optimization framework that blends discrete and continuous decision making. Many relevant problems in robotics, such as collision-free motion planning, can be cast and solved as an SPP in GCS, yielding lower-cost solutions and faster runtimes than state-of-the-art algorithms. In this paper, we are motivated by motion planning of robot arms that must operate swiftly in static environments. We consider a multi-query extension of the SPP in GCS, where the goal is to efficiently precompute optimal paths between given sets of initial and target conditions. Our solution consists of two stages. Offline, we use semidefinite programming to compute a coarse lower bound on the problem's cost-to-go function. Then, online, this lower bound is used to incrementally generate feasible paths by solving short-horizon convex programs. For a robot arm with seven joints, our method designs higher quality trajectories up to two orders of magnitude faster than existing motion planners.
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