RINGO: Real-time Navigation with a Guiding Trajectory for Aerial Manipulators in Unknown Environments

要約

制約された環境での航空操作者のモーション計画は、通常、既知の環​​境に限定されているか、マルチローターの環境に簡素化されており、適応性が低く、過度に保守的な軌跡につながります。
このホワイトペーパーでは、RINGO：ガイドの軌跡を備えたリアルタイムナビゲーションは、空中マニピュレーターが不明な環境をリアルタイムでナビゲートできるようにする新しい計画フレームワークです。
提案された方法は、マルチローターとエンドエフェクターの両方の位置を同時に考慮します。
事前に取得されたマルチローター軌道は、ガイドの参照として機能し、エンドエフェクターが滑らかで衝突のない、ワークスペースに適合性のある軌跡を生成できるようにします。
Bスプライン曲線の凸式船体特性を活用して、軌道が到達可能なワークスペース内に残っていることを理論的に保証します。
私たちの知る限り、これは未知の環境での空中マニピュレーターのリアルタイムナビゲーションを可能にする最初の作業です。
シミュレーションと実験結果は、提案された方法の有効性を示しています。
提案された方法は、マルチローターのみを考慮するアプローチよりも保守的な軌跡が少なくなります。

要約(オリジナル)

Motion planning for aerial manipulators in constrained environments has typically been limited to known environments or simplified to that of multi-rotors, which leads to poor adaptability and overly conservative trajectories. This paper presents RINGO: Real-time Navigation with a Guiding Trajectory, a novel planning framework that enables aerial manipulators to navigate unknown environments in real time. The proposed method simultaneously considers the positions of both the multi-rotor and the end-effector. A pre-obtained multi-rotor trajectory serves as a guiding reference, allowing the end-effector to generate a smooth, collision-free, and workspace-compatible trajectory. Leveraging the convex hull property of B-spline curves, we theoretically guarantee that the trajectory remains within the reachable workspace. To the best of our knowledge, this is the first work that enables real-time navigation of aerial manipulators in unknown environments. The simulation and experimental results show the effectiveness of the proposed method. The proposed method generates less conservative trajectories than approaches that consider only the multi-rotor.

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