Smoothing of Headland Path Edges and Headland-to-Mainfield Lane Transitions Based on a Spatial Domain Transformation and Linear Programming

要約

フィールド内のパス計画のコンテキスト内および非ホロノミックビークルモデルの仮定の下で、このペーパーでは、ヘッドランドパスのエッジのスムージングと、ヘッドランドツーメインフィールドレーンの遷移のスムージングという2つのタスクに対処します。
両方のタスクは、2段階の階層アルゴリズムによって解決されます。
最初のステップは、2つのタスクが区分的アフィンまたはDubinsの参照パスのいずれかを生成する場合に異なります。
2番目のステップでは、時間ドメインから空間ドメインと線形プログラミングへの車両ダイナミクスの変換を活用します。
ハイパーパラメーターを含まない目的関数や、面積カバーのギャップの回避や精密経路計画に役立つ空間的制約などの利点について説明します。
決定論的最適化ベースの方法であるこの方法は、最初のタスクの19インスタンスと2番目のタスクの84インスタンスを解く5つの実際のフィールドで評価されます。

要約(オリジナル)

Within the context of in-field path planning and under the assumption of nonholonomic vehicle models this paper addresses two tasks: smoothing of headland path edges and smoothing of headland-to-mainfield lane transitions. Both tasks are solved by a two-step hierarchical algorithm. The first step differs for the two tasks generating either a piecewise-affine or a Dubins reference path. The second step leverages a transformation of vehicle dynamics from the time domain into the spatial domain and linear programming. Benefits such as a hyperparameter-free objective function and spatial constraints useful for area coverage gaps avoidance and precision path planning are discussed. The method, which is a deterministic optimisation-based method, is evaluated on 5 real-world fields solving 19 instances of the first task and 84 instances of the second task.

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