BPMP-Tracker: A Versatile Aerial Target Tracker Using Bernstein Polynomial Motion Primitives

要約

このレターでは、空中追跡のための多用途の軌道計画パイプラインを紹介します。
提案されたトラッカーは、複雑で構造化されていない環境、混雑した動的障害物、複数のターゲットの追跡など、さまざまな追跡設定を処理できます。
パイプライン全体の中で、私たちは将来のターゲットの動きの予測器と追跡軌道プランナーの開発に焦点を当てています。
計算を高速化するために、サンプルチェック選択戦略を採用しています。モジュールは一連の候補動作をサンプリングし、複数の制約をチェックして、最適な軌道を選択します。
また、バーンスタイン多項式の特性を利用して迅速な計算を行います。
予測モジュールは、静的および動的障害物と重ならないターゲットの軌道を予測します。
次に、軌道プランナーは軌道を出力し、オクルージョンや衝突回避、カメラ画像内のすべてのターゲットの可視性、動的制限などのさまざまな条件を保証します。
私たちは、デュアルターゲット追跡、数十の動的な障害物がある環境、複雑な屋内および屋外空間などの困難なシナリオの下で、シミュレーションとハードウェア実験で提案されたトラッカーを完全にテストします。

要約(オリジナル)

This letter presents a versatile trajectory planning pipeline for aerial tracking. The proposed tracker is capable of handling various chasing settings such as complex unstructured environments, crowded dynamic obstacles and multiple-target following. Among the entire pipeline, we focus on developing a predictor for future target motion and a chasing trajectory planner. For rapid computation, we employ the sample-check-select strategy: modules sample a set of candidate movements, check multiple constraints, and then select the best trajectory. Also, we leverage the properties of Bernstein polynomials for quick calculations. The prediction module predicts the trajectories of the targets, which do not overlap with static and dynamic obstacles. Then the trajectory planner outputs a trajectory, ensuring various conditions such as occlusion and collision avoidance, the visibility of all targets within a camera image and dynamical limits. We fully test the proposed tracker in simulations and hardware experiments under challenging scenarios, including dual-target following, environments with dozens of dynamic obstacles and complex indoor and outdoor spaces.

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