This letter addresses the problem of trajectory planning in a marsupial robotic system consisting of an unmanned aerial vehicle (UAV) linked to an unmanned ground vehicle (UGV) through a non-taut tether withcontrollable length. To the best of our knowledge, this is the first method that addresses the trajectory planning of a marsupial UGV-UAV with a non-taut tether. The objective is to determine a synchronized collision-free trajectory for the three marsupial system agents: UAV, UGV, and tether. First, we present a path planning solution based on optimal Rapidly-exploring Random Trees (RRT*) with novel sampling and steering techniques to speed-up the computation. This algorithm is able to obtain collision-free paths for the UAV and the UGV, taking into account the 3D environment and the tether. Then, the paper presents a trajectory planner based on non-linear least squares. The optimizer takes into account aspects not considered in the path planning, like temporal constraints of the motion imposed by limits on the velocities and accelerations of the robots , or raising the tether's clearance. Simulated and field test results demonstrate that the approach generates obstacle-free, smooth, and feasible trajectories for the marsupial system.


翻译:本文针对由无人机(UAV)与无人地面车(UGV)通过可控长度非张紧绳索连接的有袋类机器人系统中的轨迹规划问题展开研究。据我们所知,这是首个针对非张紧系留有袋类UGV-UAV系统进行轨迹规划的方法。其目标是为有袋类系统的三个要素(UAV、UGV及系留绳索)确定同步的无碰撞轨迹。首先,我们提出一种基于最优快速随机扩展树(RRT*)的路径规划方案,该方案采用新颖的采样与导向技术以加速计算。该算法能够考虑三维环境与系留绳索,为UAV和UGV生成无碰撞路径。随后,本文提出一种基于非线性最小二乘的轨迹规划器。该优化器考虑了路径规划中未涉及的方面,如受机器人速度与加速度限制的运动时间约束,以及提升系留绳索离地间隙等要求。仿真与实地测试结果表明,该方法可为有袋类系统生成无碰撞、平滑且可行的轨迹。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
R工程化—Rest API 之plumber包
R语言中文社区
11+阅读 · 2018年12月25日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月26日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月23日
VIP会员
最新内容
战力倍增器:自主武器系统与乌克兰及加沙冲突
人工智能赋能战场情报:提速决策进程
专知会员服务
2+阅读 · 7月17日
《拥抱新兴技术:面向未来军官的教育革新》
专知会员服务
5+阅读 · 7月17日
《无人地面战车(UGV)的崛起》报告
专知会员服务
7+阅读 · 7月16日
美陆军任务式指挥人工智能解决方案
专知会员服务
13+阅读 · 7月16日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
R工程化—Rest API 之plumber包
R语言中文社区
11+阅读 · 2018年12月25日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员