自缠绕无环索路径规划的稀疏路标有效性检查
摘要：一个新的机制被提出，用于为系留差分驱动的机器人衍生自我纠缠自由（SEF）路径。该问题被设计成在没有全向系留收回装置的情况下部署系留差分驱动机器人，这在同时为几何复杂的设备配备全向系留收回机构（如机械手臂）的情况下是不可行的，尤其在诸如灾害恢复、空间探索等应用中尤为重要。如果不特别关注系留的形状与移动单元的姿态之间的空间关系，在机器人移动时会出现自我纠缠的问题，导致不安全的机器人运动并有损系留。本文首先将SEF约束定义为相对角度函数的有界性，该函数刻画了系留拉伸方向与机器人行进方向之间的角度差异。然后，提出了一种基于约束搜索的路径规划算法，该算法产生一个次优路径，同时确保避免系留自我纠缠。最后，通过证明基本路径有效性检查模块的条件疏密性，进一步提高了所提出的路径规划器的算法效率。通过案例研究评估了所提出算法的有效性，在具有挑战性的规划场景中将其性能与非系留差分驱动规划器进行了比较。还对正常节点扩展模块和改进的节点扩展模块进行了比较分析，后者包括稀疏航点有效性检查。同时进行了实际测试，以验证算法的性能。还提供了一个开源实现，以造福机器人学界。
作者：Tong Yang, Jiangpin Liu, Yue Wang, Rong Xiong
论文ID：2308.15931
分类：Robotics
分类简称：cs.RO
提交时间：2023-08-31