Real-Time Fast Marching Tree for Mobile Robot Motion Planning in Dynamic Environments

要約

このペーパーでは、ローカルおよびグローバルなパス生成、複数のクエリ計画、および動的障害回避を特徴とするリアルタイム計画アルゴリズムであるリアルタイム高速マーチングツリー（RT-FMT）を提案します。
検索中、RT-FMTはグローバルソリューションをすばやく探し、その間にロボットが使用して実行をより速く開始できるローカルパスを生成します。
さらに、アルゴリズムは常にツリーを再配線して、枝が動的な障害物内に形成されないようにし、ロボットの近くにツリールートを維持し、異なる目標のためにツリーを複数回再利用できるようにします。
私たちのアルゴリズムは、プランナーの高速マーチングツリー（FMT*）とリアルタイムの急速な概要ランダムツリー（RT-RRT*）に基づいています。
シミュレーションを介して、RT-FMTは、ほとんどの場合、実行コストと到着時間の両方でRT- RRT*を上回ることを示します。
さらに、シミュレーションを介して、劣等な経路を取る可能性がわずかであるにもかかわらず、到着時間を短縮するために、グローバルパスを利用できるようになる前にローカルパスをとる価値があることを実証します。

要約(オリジナル)

This paper proposes the Real-Time Fast Marching Tree (RT-FMT), a real-time planning algorithm that features local and global path generation, multiple-query planning, and dynamic obstacle avoidance. During the search, RT-FMT quickly looks for the global solution and, in the meantime, generates local paths that can be used by the robot to start execution faster. In addition, our algorithm constantly rewires the tree to keep branches from forming inside the dynamic obstacles and to maintain the tree root near the robot, which allows the tree to be reused multiple times for different goals. Our algorithm is based on the planners Fast Marching Tree (FMT*) and Real-time Rapidly-Exploring Random Tree (RT-RRT*). We show via simulations that RT-FMT outperforms RT- RRT* in both execution cost and arrival time, in most cases. Moreover, we also demonstrate via simulation that it is worthwhile taking the local path before the global path is available in order to reduce arrival time, even though there is a small possibility of taking an inferior path.

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