要約
4 輪独立駆動および操舵車両 (4WIDS 車両、Swerve Drive Robot) は、8 自由度 (DoF) の制御入力によって任意の方向に移動する機能を備えています。
高い機動性により狭い空間での効率的なナビゲーションが可能になりますが、ソリューション空間の次元が高いため、最適なコマンドを取得することは困難です。
この論文では、モデル予測経路積分 (MPPI) 制御アルゴリズムを使用して、あらゆる形状の障害物との衝突を回避し、目標点に到達するナビゲーション アーキテクチャを紹介します。
問題を簡単にするための重要なアイデアは、ナビゲーションに適切な合理的に削減された次元で最適な制御入力を探索することです。
シミュレーションによる評価により、MPPIのサンプリング空間の選択がナビゲーション性能に大きく影響することが分かりました。
さらに、リアルタイムの状況に応じて複数のサンプリング空間を切り替えるコントローラを提案することで、効率と安全性のバランスの取れた動作を実現できます。
ソースコードはhttps://github.com/MizuhoAOKI/mppi_swerve_drive_rosで入手できます。
要約(オリジナル)
Four-wheel independent drive and steering vehicle (4WIDS Vehicle, Swerve Drive Robot) has the ability to move in any direction by its eight degrees of freedom (DoF) control inputs. Although the high maneuverability enables efficient navigation in narrow spaces, obtaining the optimal command is challenging due to the high dimension of the solution space. This paper presents a navigation architecture using the Model Predictive Path Integral (MPPI) control algorithm to avoid collisions with obstacles of any shape and reach a goal point. The key idea to make the problem easier is to explore the optimal control input in a reasonably reduced dimension that is adequate for navigation. Through evaluation in simulation, we found that selecting the sampling space of MPPI greatly affects navigation performance. In addition, our proposed controller which switches multiple sampling spaces according to the real-time situation can achieve balanced behavior between efficiency and safety. Source code is available at https://github.com/MizuhoAOKI/mppi_swerve_drive_ros
arxiv情報
| 著者 | Mizuho Aoki,Kohei Honda,Hiroyuki Okuda,Tatsuya Suzuki |
| 発行日 | 2024-09-13 09:10:52+00:00 |
| arxivサイト | arxiv_id(pdf) |
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