An Efficient Global Trajectory Planner for Highly Dynamical Nonholonomic Autonomous Vehicles on 3D Terrains

非完整系统 弹道 运动规划 地形 计算机科学 控制器(灌溉) 动力系统理论 控制理论(社会学) 规划师 国家(计算机科学) 路径(计算) 车辆动力学 数学优化 拓扑(电路) 控制工程 移动机器人 机器人 人工智能 数学 工程类 算法 控制(管理) 航空航天工程 生态学 程序设计语言 物理 量子力学 天文 组合数学 农学 生物
作者
C. S. Shen,Siyuan Yu,Bogdan I. Epureanu,Tulga Ersal
出处
期刊:IEEE Transactions on Robotics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:: 1-18
标识
DOI:10.1109/tro.2023.3344030
摘要

A novel hierarchical global trajectory planner is presented to allow highly dynamical nonholonomic off-road autonomous vehicles to achieve high mobility on 3D terrains. On complex terrains with uneven topology, designing safe and feasible vehicle trajectories often demands an understanding of the vehicle's dynamical and nonholonomic constraints. Prior research, however, treats the global planning problem as a path planning problem without effectively accounting for topology or dynamical constraints. To address this gap, this paper presents a three-phase trajectory planning algorithm composed of an A*, a rapidly exploring random tree (RRT), and a local trajectory refining (LTR) phase to incorporate dynamical and nonholonomic constraints on uneven terrain. The algorithm is tested in scenarios with randomized terrain fields and obstacles to demonstrate the necessity for all three phases. The algorithm is shown to have lower cost, higher success rate, and higher computational efficiency compared to state-of-the-art methods. The algorithm is then tested by controlling a simulated MRZR vehicle on a 3D terrain along with a local controller, with comparisons to state-of-the-art algorithms. It is demonstrated that the new algorithm is capable of planning dynamically feasible trajectories with lower cost where the state-of-the-art algorithms fail to perform due to neglecting dynamical vehicle limitations.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科目三应助WCQ采纳,获得10
4秒前
6秒前
8秒前
9秒前
shuke完成签到,获得积分10
10秒前
三三完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
LuQihe完成签到 ,获得积分10
12秒前
上官若男应助阿宁采纳,获得10
13秒前
从心人发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
minnie完成签到,获得积分10
16秒前
WCQ发布了新的文献求助10
16秒前
薄雪草完成签到,获得积分10
18秒前
123456完成签到,获得积分10
18秒前
idemipere发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
19秒前
波罗密完成签到,获得积分10
20秒前
鹏笑完成签到,获得积分10
20秒前
奋斗的酒窝完成签到,获得积分10
22秒前
24秒前
25秒前
llhh2024发布了新的文献求助10
25秒前
27秒前
八月的傲娇完成签到,获得积分10
28秒前
drfy123发布了新的文献求助10
29秒前
丑丑虎发布了新的文献求助10
30秒前
li关注了科研通微信公众号
31秒前
乐乐应助ljw采纳,获得10
31秒前
Jasper应助端庄的冬萱采纳,获得10
33秒前
眼睛大初瑶完成签到 ,获得积分10
33秒前
34秒前
drfy123完成签到,获得积分20
36秒前
梦槐完成签到,获得积分10
36秒前
Tin啊呀呀发布了新的文献求助20
36秒前
FIN应助WCQ采纳,获得30
37秒前
鹿晗发布了新的文献求助10
39秒前
39秒前
wangchaofk完成签到,获得积分10
39秒前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明 20000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 500
Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe - Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen: Zusammenfassender Abschlußbericht 500
Additive Manufacturing Design and Applications 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2464471
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2132925
关于积分的说明 5434880
捐赠科研通 1858995
什么是DOI,文献DOI怎么找? 924607
版权声明 562561
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 494654