論文の概要: Vision-aided UAV navigation and dynamic obstacle avoidance using
gradient-based B-spline trajectory optimization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.07003v2
- Date: Wed, 23 Aug 2023 13:43:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-24 19:07:55.555794
- Title: Vision-aided UAV navigation and dynamic obstacle avoidance using
gradient-based B-spline trajectory optimization
- Title（参考訳）: 勾配に基づくbスプライン軌道最適化を用いた視覚支援型uavナビゲーションと動的障害物回避
- Authors: Zhefan Xu, Yumeng Xiu, Xiaoyang Zhan, Baihan Chen, Kenji Shimada
- Abstract要約: 本稿では,ロボットの車載視力を利用した勾配に基づくB-スプライン軌道最適化アルゴリズムを提案する。
提案手法は、まず円ベースのガイドポイントアルゴリズムを用いて、静的障害物を避けるためのコストと勾配を近似する。
視界検出された移動物体では, 動的衝突を防止するために, 反射・水平距離場が同時に使用される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.874708385247353
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Navigating dynamic environments requires the robot to generate collision-free
trajectories and actively avoid moving obstacles. Most previous works designed
path planning algorithms based on one single map representation, such as the
geometric, occupancy, or ESDF map. Although they have shown success in static
environments, due to the limitation of map representation, those methods cannot
reliably handle static and dynamic obstacles simultaneously. To address the
problem, this paper proposes a gradient-based B-spline trajectory optimization
algorithm utilizing the robot's onboard vision. The depth vision enables the
robot to track and represent dynamic objects geometrically based on the voxel
map. The proposed optimization first adopts the circle-based guide-point
algorithm to approximate the costs and gradients for avoiding static obstacles.
Then, with the vision-detected moving objects, our receding-horizon distance
field is simultaneously used to prevent dynamic collisions. Finally, the
iterative re-guide strategy is applied to generate the collision-free
trajectory. The simulation and physical experiments prove that our method can
run in real-time to navigate dynamic environments safely.
- Abstract（参考訳）: 動的環境をナビゲートするには、ロボットが衝突のない軌道を生成し、移動する障害物を積極的に回避する必要がある。
これまでのほとんどの研究は、幾何学、占有、ESDFマップのような単一の地図表現に基づく経路計画アルゴリズムを設計した。
静的な環境では成功したが、マップ表現の制限のため、これらの手法は静的および動的障害を同時に扱うことはできない。
そこで本研究では,ロボットのオンボードビジョンを用いた勾配に基づくbスプライン軌道最適化アルゴリズムを提案する。
深度ビジョンにより、ロボットはボクセルマップに基づいて幾何学的に動的オブジェクトを追跡し、表現することができる。
提案手法は,まず円状ガイドポイントアルゴリズムを適用し,静的障害を回避するためのコストと勾配を近似する。
そして、視覚検出された移動物体により、後退水平距離場が動的衝突を防止するために同時に使用される。
最後に、繰り返しリガイド戦略を適用して、無衝突軌道を生成する。
シミュレーションと物理実験により,提案手法が動的環境を安全にナビゲートするためにリアルタイムに動作できることが証明された。
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