HyRRT-Connect: Bidirectional Motion Planning for Hybrid Dynamical Systems

要約

このペーパーでは、ハイブリッドシステムのモーション計画問題を解決するために、双方向ランダムツリー（RRT）アルゴリズムを提案します。
Hyrrt-Connectと呼ばれる提案されたアルゴリズムは、前方と後方の伝播結果の重複が検出されるまで、ハイブリッド時間に前方方向と後方方向の両方で伝播します。
次に、Hyrrt-Connectは、ハイブリッドタイムドメインで定義された関数の反転と連結を通じてモーションプランを構築し、モーションプランが与えられたハイブリッドダイナミクスを満たすことを保証します。
前方と後方の部分運動計画の間の距離を許容することによって引き起こされる流れに沿った潜在的な不連続性に対処するために、順方向部分運動計画の最終状態からのハイブリッド時間シミュレーションによる後方部分のモーションプランを再構築します。
不連続性を効果的に排除します。
提案されたアルゴリズムは、作動化されたバウンスボールシステムとウォーキングロボットの例に適用され、その計算改善を強調します。

要約(オリジナル)

This paper proposes a bidirectional rapidly-exploring random trees (RRT) algorithm to solve the motion planning problem for hybrid systems. The proposed algorithm, called HyRRT-Connect, propagates in both forward and backward directions in hybrid time until an overlap between the forward and backward propagation results is detected. Then, HyRRT-Connect constructs a motion plan through the reversal and concatenation of functions defined on hybrid time domains, ensuring that the motion plan satisfies the given hybrid dynamics. To address the potential discontinuity along the flow caused by tolerating some distance between the forward and backward partial motion plans, we reconstruct the backward partial motion plan by a forward-in-hybrid-time simulation from the final state of the forward partial motion plan. effectively eliminating the discontinuity. The proposed algorithm is applied to an actuated bouncing ball system and a walking robot example to highlight its computational improvement.

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