論文の概要: Many-RRT*: Robust Joint-Space Trajectory Planning for Serial Manipulators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.04547v1
- Date: Wed, 04 Mar 2026 19:31:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.910443
- Title: Many-RRT*: Robust Joint-Space Trajectory Planning for Serial Manipulators
- Title（参考訳）: Many-RRT*:シリアルマニピュレータのロバスト結合空間軌道計画
- Authors: Theodore M. Belmont, Benjamin A. Christie, Anton Netchaev,
- Abstract要約: マニピュレータの関節空間における計画は、非可逆的な前方運動学による重要な課題を呈する。
Many-RRT* は RRT*-Connect の拡張であり、複数の目標を並行して計画している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.157930969832493
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The rapid advancement of high degree-of-freedom (DoF) serial manipulators necessitates the use of swift, sampling-based motion planners for high-dimensional spaces. While sampling-based planners like the Rapidly-Exploring Random Tree (RRT) are widely used, planning in the manipulator's joint space presents significant challenges due to non-invertible forward kinematics. A single task-space end-effector pose can correspond to multiple configuration-space states, creating a multi-arm bandit problem for the planner. In complex environments, simply choosing the wrong joint space goal can result in suboptimal trajectories or even failure to find a viable plan. To address this planning problem, we propose Many-RRT*: an extension of RRT*-Connect that plans to multiple goals in parallel. By generating multiple IK solutions and growing independent trees from these goal configurations simultaneously alongside a single start tree, Many-RRT* ensures that computational effort is not wasted on suboptimal IK solutions. This approach maintains robust convergence and asymptotic optimality. Experimental evaluations across robot morphologies and diverse obstacle environments demonstrate that Many-RRT* provides higher quality trajectories (44.5% lower cost in the same runtime) with a significantly higher success rate (100% vs. the next best of 1.6%) than previous RRT iterations without compromising on runtime performance.
- Abstract（参考訳）: 高次自由度(DoF)シリアルマニピュレータの急速な進歩は、高次元空間に対する迅速なサンプリングベースのモーションプランナーの使用を必要とする。
ラピッド・探索ランダムツリー (Rapidly-Exploring Random Tree, RRT) のようなサンプリングベースのプランナーが広く使われているが、マニピュレータのジョイントスペースでの計画には、非可逆的な前方運動学による大きな課題がある。
単一タスク空間のエンドエフェクタのポーズは、複数の設定空間の状態に対応でき、プランナーのマルチアームバンディット問題を生成する。
複雑な環境では、間違った宇宙目標を選択するだけで、最適以下の軌道や、実行可能な計画を見つけるのに失敗する可能性がある。
この計画問題に対処するために,複数の目標を並行して計画するMulti-RRT*: RRT*-Connectの拡張を提案する。
複数のIKソリューションを生成し、これらの目標設定から独立木を1つのスタートツリーと同時に成長させることで、Multi-RRT*は、最適化されたIKソリューションでは計算作業が無駄にならないことを保証します。
このアプローチは、堅牢な収束と漸近的最適性を維持している。
ロボット形態学と様々な障害物環境の実験的評価により、Multi-RRT*は、実行時のパフォーマンスを損なうことなく、以前のRTイテレーションよりもはるかに高い成功率(100%対1.6%)で、より高い品質の軌道(同じランタイムにおける44.5%のコスト)を提供することが示された。
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