要約
最適化ベースのアプローチは、ロボットのダイナミクス、衝突回避、物理的制限などのさまざまな制約を考慮しながら最適なロボットの動作を生成するために広く採用されています。
実際には最適化問題を効率的に解くことが重要ですが、非線形制約を伴う最適化ベースのアプローチにとって、高速計算を達成することは依然として大きな課題です。
本稿では、VOで表される速度円錐集合の投影機能を利用して、速度障害物に基づく動的障害物回避のための幾何学的投影器(GeoPro-VO)を提案する。
さらに、提案された GeoPro-VO と拡張ラグランジュスペクトル射影勾配降下法 (ALSPG) アルゴリズムを使用して、制約付きモデル予測制御 (MPC) の形式で初期混合整数非線形計画問題 (MINLP) を部分最適化問題に変換します。
そしてそれを効率的に解決します。
数値シミュレーションは、私たちのアプローチの高速計算速度と、信頼性の高い動的障害物回避能力を検証するために実行されます。
要約(オリジナル)
Optimization-based approaches are widely employed to generate optimal robot motions while considering various constraints, such as robot dynamics, collision avoidance, and physical limitations. It is crucial to efficiently solve the optimization problems in practice, yet achieving rapid computations remains a great challenge for optimization-based approaches with nonlinear constraints. In this paper, we propose a geometric projector for dynamic obstacle avoidance based on velocity obstacle (GeoPro-VO) by leveraging the projection feature of the velocity cone set represented by VO. Furthermore, with the proposed GeoPro-VO and the augmented Lagrangian spectral projected gradient descent (ALSPG) algorithm, we transform an initial mixed integer nonlinear programming problem (MINLP) in the form of constrained model predictive control (MPC) into a sub-optimization problem and solve it efficiently. Numerical simulations are conducted to validate the fast computing speed of our approach and its capability for reliable dynamic obstacle avoidance.
arxiv情報
| 著者 | Jihao Huang,Xuemin Chi,Jun Zeng,Zhitao Liu,Hongye Su |
| 発行日 | 2024-03-15 06:25:22+00:00 |
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