FaSTrack : un cadre modulaire pour la planification rapide et garantie de mouvements sûrs

Résumé

La navigation rapide et sûre de systèmes dynamiques dans des environnements encombrés a priori inconnus est vitale pour de nombreuses applications de systèmes autonomes. Cependant, la planification de trajectoires pour les systèmes autonomes est gourmande en calculs, et nécessite souvent une dynamique simplifiée qui sacrifie la sécurité et la faisabilité dynamique afin de planifier efficacement. A l'inverse, des trajectoires sûres peuvent être calculées en utilisant des modèles dynamiques plus sophistiqués, mais cela est généralement trop lent pour être utilisé pour la planification en temps réel. Nous proposons un nouvel algorithme, FaSTrack : Fast and Safe Tracking for High Dimensional systems. Un planificateur de chemin ou de trajectoire utilisant une dynamique simplifiée pour planifier rapidement peut être incorporé dans le cadre de FaSTrack, qui fournit un contrôleur de sécurité pour le véhicule ainsi qu'une limite d'erreur de suivi garantie. Cette limite tient compte de toutes les déviations possibles dues à la dynamique de haute dimension et aux perturbations externes. Notez que FaSTrack est modulaire et peut être utilisé avec la plupart des planificateurs de trajectoire actuels. Nous démontrons ce cadre en utilisant un modèle de quadrotor non linéaire 10D qui suit une trajectoire 3D obtenue à partir d'un planificateur RRT.