This paper proposes a stable sparse rapidly-exploring random trees (SST) algorithm to solve the optimal motion planning problem for hybrid systems. At each iteration, the proposed algorithm, called HySST, selects a vertex with the lowest cost among all the vertices within the neighborhood of a randomly selected sample and then extends the search tree by flow or jump, which is also chosen randomly when both regimes are possible. In addition, HySST maintains a static set of witness points such that all the vertices within the neighborhood of each witness are pruned except the vertex with the lowest cost. Through a definition of concatenation of functions defined on hybrid time domains, we show that HySST is asymptotically near optimal, namely, the probability of failing to find a motion plan such that its cost is close to the optimal cost approaches zero as the number of iterations of the algorithm increases to infinity. This property is guaranteed under mild conditions on the data defining the motion plan, which include a relaxation of the usual positive clearance assumption imposed in the literature of classical systems. The proposed algorithm is applied to an actuated bouncing ball system and a collision-resilient tensegrity multicopter system so as to highlight its generality and computational features.


翻译:本文提出一种稳定的稀疏快速探索随机树(SST)算法,用于解决混合系统的最优运动规划问题。所提出的算法称为HySST,每次迭代时,在随机选取样本的邻域内所有顶点中选择成本最低的顶点,并通过流或跳跃扩展搜索树;当两种模式均可行时,扩展方式亦随机选择。此外,HySST维护一个静态的见证点集合,使得每个见证点邻域内的所有顶点中仅保留成本最低的顶点,其余均被剪枝。通过定义混合时间域上函数的串联操作,我们证明HySST具有渐近接近最优性,即随着算法迭代次数趋于无穷,未能找到成本接近最优成本的运动规划的概率趋近于零。该性质在定义运动规划数据的温和条件下得到保证,其中包括对经典系统文献中常规正间隙假设的放宽。将所提算法应用于执行器驱动弹跳球系统和抗碰撞张拉整体多旋翼系统,以凸显其通用性与计算特性。

0
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
127+阅读 · 2020年11月20日
专知会员服务
41+阅读 · 2020年9月6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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
量化金融强化学习论文集合
专知
14+阅读 · 2019年12月18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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012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
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+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
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月19日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月18日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
127+阅读 · 2020年11月20日
专知会员服务
41+阅读 · 2020年9月6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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
量化金融强化学习论文集合
专知
14+阅读 · 2019年12月18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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012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
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员