Accelerated Reeds-Shepp and Under-Specified Reeds-Shepp Algorithms for Mobile Robot Path Planning

要約

この研究では、最適なReeds-Sheppパス計算を加速するためのシンプルで直感的な方法を提示します。
私たちのアプローチは、幾何学的な推論を使用して最適なパスの動作を分析し、状態空間の新しいパーティション化と、最小限の実行可能なパスセットのさらなる削減をもたらします。
私たちの方法を評価するためのベンチマークとして機能するために、現代のオープンソースの実装を欠いている文献から古典的な方法論を再検討し、再現します。
さらに、最終オリエンテーションが不明である場合、不足しているReeds-Shepp計画の問題に対処します。
ソリューションを検証するために徹底的な実験を行います。
Open Motion Planning Libraryでの元のReeds-Sheppソリューションの最新のC ++実装と比較して、この方法は15倍のスピードアップを示し、クラシックな方法は5.79倍のスピードアップを実現します。
どちらのアプローチも、元のソリューションと比較して、パス長の機械精度の違いを示します。
オープンソースコードとして、加速および指定されていないReeds-Shepp問題の両方に対して提案されたC ++実装をリリースします。

要約(オリジナル)

In this study, we present a simple and intuitive method for accelerating optimal Reeds-Shepp path computation. Our approach uses geometrical reasoning to analyze the behavior of optimal paths, resulting in a new partitioning of the state space and a further reduction in the minimal set of viable paths. We revisit and reimplement classic methodologies from the literature, which lack contemporary open-source implementations, to serve as benchmarks for evaluating our method. Additionally, we address the under-specified Reeds-Shepp planning problem where the final orientation is unspecified. We perform exhaustive experiments to validate our solutions. Compared to the modern C++ implementation of the original Reeds-Shepp solution in the Open Motion Planning Library, our method demonstrates a 15x speedup, while classic methods achieve a 5.79x speedup. Both approaches exhibit machine-precision differences in path lengths compared to the original solution. We release our proposed C++ implementations for both the accelerated and under-specified Reeds-Shepp problems as open-source code.

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