Efficient variable-length hanging tether parameterization for marsupial robot planning in 3D environments

要約

この論文では、有袋類の構成でUAVに結び付けられたUGVの軌跡計画のためのぶら下げテザーの状態を効率的にパラメーター化および推定するための新しいアプローチを提示します。
最先端のほとんどの実装は、緊張したテザーを想定しているか、カテナリー曲線を使用して吊り下げテザーの形状をモデル化します。
カテナリーモデルは計算するのが複雑であり、計画プロセス中に何千回もインスタンス化する必要があり、時間のかかるタスクになり、緊張したテザーの仮定は問題を簡素化しますが、プラットフォームの動きを過度に制限する可能性があります。
計画プロセスを加速するために、このホワイトペーパーでは、吊り下げテザー状態を効率的に計算するための分析モデルを定義することと、衝突のないテザー状態のパラメーター化を取得する方法を提案します。
テザー状態の分析的表現を導き出すために、カテナリーと放物線の曲線の既存の類似性を活用します。

要約(オリジナル)

This paper presents a novel approach to efficiently parameterize and estimate the state of a hanging tether for path and trajectory planning of a UGV tied to a UAV in a marsupial configuration. Most implementations in the state of the art assume a taut tether or make use of the catenary curve to model the shape of the hanging tether. The catenary model is complex to compute and must be instantiated thousands of times during the planning process, becoming a time-consuming task, while the taut tether assumption simplifies the problem, but might overly restrict the movement of the platforms. In order to accelerate the planning process, this paper proposes defining an analytical model to efficiently compute the hanging tether state, and a method to get a tether state parameterization free of collisions. We exploit the existing similarity between the catenary and parabola curves to derive analytical expressions of the tether state.

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