Optimal path planning in nonconvex free spaces poses substantial computational challenges. A common approach formulates such problems as mixed-integer linear programs (MILPs); however, solving general MILPs is computationally intractable and severely limits scalability. To address these limitations, we propose HZ-MP, an informed Hybrid Zonotope-based Motion Planner, which decomposes the obstacle-free space and performs low-dimensional face sampling guided by an ellipsotope heuristic, thereby concentrating exploration on promising transition regions. This structured exploration mitigates the excessive wasted sampling that degrades existing informed planners in narrow-passage or enclosed-goal scenarios. We prove that HZ-MP is probabilistically complete and asymptotically optimal, and demonstrate empirically that it converges to high-quality trajectories within a small number of iterations.


翻译:非凸自由空间中的最优路径规划面临巨大的计算挑战。一种常见方法是将此类问题建模为混合整数线性规划(MILP),然而求解通用MILP在计算上难以处理且严重限制了可扩展性。为解决这些限制,我们提出HZ-MP——一种基于信息混合区域划分的运动规划器,它将无障碍空间进行分解,并执行由椭圆体启发式引导的低维面采样,从而将探索集中在有希望的过渡区域。这种结构化探索减轻了在窄通道或封闭目标场景中导致现有信息规划器性能下降的过度无效采样。我们证明了HZ-MP具有概率完备性和渐近最优性,并通过实验表明它能在少量迭代次数内收敛到高质量轨迹。

0
下载
关闭预览

相关内容

《动态对抗环境下无人机路径规划算法》
专知会员服务
42+阅读 · 2025年7月22日
《城市三维环境下无人机路径规划算法效能比较分析》
专知会员服务
32+阅读 · 2025年3月25日
《通信和导航中的优化算法设计》美国空军研究实验室
专知会员服务
41+阅读 · 2022年8月19日
综述:军事应用中使用的一些重要算法
专知
13+阅读 · 2022年7月3日
【泡泡图灵智库】HSfM: 混合运动恢复结构(CVPR)
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2018年12月13日
【AGV】仓库内多AGV协作的全局路径规划算法的研究
产业智能官
28+阅读 · 2018年11月10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
0+阅读 · 2015年12月31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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31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
0+阅读 · 2014年12月31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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
0+阅读 · 21分钟前
21世纪的无人机战争
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:05
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
1+阅读 · 今天13:51
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21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
0+阅读 · 2015年12月31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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31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
0+阅读 · 2014年12月31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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员