Path Planning in 3D with Motion Primitives for Wind Energy-Harvesting Fixed-Wing Aircraft

要約

この作業では、エネルギーを考慮した動作計画問題で使用するために、一連の動作プリミティブが定義されています。
モーション プリミティブは、簡略化された 4 自由度ダイナミクス モデルへの制御入力のシーケンスとして定義され、多くのサンプリング ベースのモーション プランナーで使用される従来の連続制御空間を置き換えるために使用されます。
プリミティブは、Stable Sparse Rapidly Exploring Random Tree (SST) モーション プランナーに実装され、連続制御空間を使用する同一のプランナーと比較されます。
プリミティブを使用したプランナーは 11.0\% 高速に実行されることがわかりましたが、生成される解パスは平均して分散が大きくなり悪くなります。
また、ソリューション パスの移動時間も約 50\% 改善されます。
SST のサンプリング スペースにモーション プリミティブを使用すると、ソリューションの品質は犠牲になりますが、アルゴリズムの実行時間を効果的に短縮できます。

要約(オリジナル)

In this work, a set of motion primitives is defined for use in an energy-aware motion planning problem. The motion primitives are defined as sequences of control inputs to a simplified four-DOF dynamics model and are used to replace the traditional continuous control space used in many sampling-based motion planners. The primitives are implemented in a Stable Sparse Rapidly Exploring Random Tree (SST) motion planner and compared to an identical planner using a continuous control space. The planner using primitives was found to run 11.0\% faster but yielded solution paths that were on average worse with higher variance. Also, the solution path travel time is improved by about 50\%. Using motion primitives for sampling spaces in SST can effectively reduce the run time of the algorithm, although at the cost of solution quality.

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