Primitive-Planner: An Ultra Lightweight Quadrotor Planner with Time-optimal Primitives

要約

四頭視軌道プランナーが同時に軌跡の品質とシステムの軽量を保証することは重要な要件です。
多くの研究者はこの問題に焦点を当てていますが、彼らのパフォーマンスと私たちの共通の願いの間にはまだギャップがあります。
この論文では、時間最適なプリミティブを備えた超軽量の四輪プランナーを提案します。
第一に、オフラインでの時間最適および動的な実行可能な軌跡を生成するために、新しいモーションプリミティブライブラリが提案されています。
第二に、プリミティブのサンプリング解像度とは無関係に、決定論的な時間消費を備えた高速衝突チェック方法を提案します。
最後に、ユーザー定義の要件に基づいて安全なプリミティブ間で実行する最小コストの軌跡を選択します。
ローカルの軌跡間の提案された変換関係により、グローバルな軌跡の滑らかさが保証されます。
プランナーは、高品質の軌跡を確保しながら、不要なオンラインコンピューティング消費電力を可能な限り削減します。
ベンチマークの比較により、この方法では、最低の飛行時間と軌道の距離が生成される可能性があることが示されています。
挑戦的な現実世界の実験は、私たちの方法の堅牢性を検証します。

要約(オリジナル)

It is a significant requirement for a quadrotor trajectory planner to simultaneously guarantee trajectory quality and system lightweight. Many researchers focus on this problem, but there’s still a gap between their performance and our common wish. In this paper, we propose an ultra lightweight quadrotor planner with time-optimal primitives. Firstly, a novel motion primitive library is proposed to generate time-optimal and dynamical feasible trajectories offline. Secondly, we propose a fast collision checking method with a deterministic time consumption, independent of the sampling resolution of the primitives. Finally, we select the minimum cost trajectory to execute among the safe primitives based on user-defined requirements. The propsed transformation relation between the local trajectories ensures the smoothness of the global trajectory. The planner reduces unnecessary online computing power consumption as much as possible, while ensuring a high-quality trajectory. Benchmark comparisons show that our method can generate the shortest flight time and distance of trajectory with the lowest computation overload. Challenging real-world experiments validate the robustness of our method.

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