Abstract-Vi presenterar Kinodynamisk RRT*, en inkrementell provtagningsbaserad metod för asymptotiskt optimal rörelseplanering för robotar med linjära differentialbegränsningar. Vårt tillvägagångssätt utökar RRT*, som introducerades för holonomic robotar [8], genom att använda en fast-final-state-fri-final-time controller som exakt och optimalt ansluter alla par av stater, där kostnadsfunktionen uttrycks som en kompromiss mellan varaktigheten av en bana och den förbrukade kontrollen ansträngning. Vårt synsätt generaliserar tidigare arbete med att utvidga RRT* till kinodynamiska system, eftersom det garanterar asymptotisk optimalitet för alla system med kontrollerbar linjär dynamik, i tillståndsrymder av alla dimensioner. Vårt tillvägagångssätt kan tillämpas på icke-linjär dynamik samt genom att använda deras första-order Taylor approximationer. Dessutom visar vi att för den rika underklassen av system med en nollpotent dynamisk matris, slutna-form lösningar för optimala banor kan härledas, vilket håller beräkningen overhead av vår algoritm jämfört med traditionella RRT* på ett minimum. Vi demonstrerar potentialen i vårt tillvägagångssätt genom att beräkna asymptotiskt optimala banor i tre utmanande rörelseplaneringsscenarier: (i) en planrobot med 4D-tillståndsutrymme och dubbelintegratörsdynamik, (ii) ett flygfordon med 10D-tillståndsutrymme och linjäriserad fyrhjulingsdynamik, och (iii) en billiknande robot med 5D-tillståndsutrymme och icke-linjär dynamik.
I REF presenterar författarna en algoritm, kallad "Kinodynamisk RRT*", som garanterar asymptotisk optimalitet för alla system som kännetecknas av linjära differentialbegränsningar, i tillståndsrymder av alla dimensioner.
Kinodynamic RRT*: Optimal Motion Planning for Systems with Linear Differential Constraints
{'venue': 'ArXiv', 'journal': 'ArXiv', 'mag_field_of_study': ['Mathematics', 'Computer Science']}