QP Chaser: Polynomial Trajectory Generation for Autonomous Aerial Tracking

要約

ターゲットの可視性を維持することは、航空追跡アプリケーションの主な目的の 1 つです。
このホワイト ペーパーでは、静的環境と動的環境の両方でシングル ターゲットとデュアル ターゲットの可視性を高めることができる軌道計画パイプラインである QP Chaser を提案します。
名前が示すように、提案されたプランナーは、二次計画問題を介してターゲットから見える軌道を生成します。
まず、プレディクターは、障害物を考慮したサンプル アンド チェック戦略を使用して、到達可能な移動オブジェクトのセットを予測します。
その後、軌道プランナーは、1) 経路トポロジーと 2) 到達可能なターゲットと障害物のセットを考慮して、ターゲットの可視性を強化します。
静的な障害物だけでなく動的な障害物のトポロジー分析を使用してターゲット可視領域 (TVR) を定義し、移動するターゲットと障害物の到達可能なセットを反映して、カメラ画像内のターゲットの全身を堅牢かつ絶え間なく維持します。
提案されたプランナーのオンライン パフォーマンスは、忠実度の高いシミュレーションや実世界の実験など、複数のシナリオで検証されます。

要約(オリジナル)

Maintaining the visibility of the targets is one of the major objectives of aerial tracking applications. This paper proposes QP Chaser, a trajectory planning pipeline that can enhance the visibility of single- and dual-target in both static and dynamic environments. As the name suggests, the proposed planner generates a target-visible trajectory via quadratic programming problems. First, the predictor forecasts the reachable sets of moving objects with a sample-and-check strategy considering obstacles. Subsequently, the trajectory planner reinforces the visibility of targets with consideration of 1) path topology and 2) reachable sets of targets and obstacles. We define a target-visible region (TVR) with topology analysis of not only static obstacles but also dynamic obstacles, and it reflects reachable sets of moving targets and obstacles to maintain the whole body of the target within the camera image robustly and ceaselessly. The online performance of the proposed planner is validated in multiple scenarios, including high-fidelity simulations and real-world experiments.

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