OkayPlan: Obstacle Kinematics Augmented Dynamic Real-time Path Planning via Particle Swarm Optimization

计算机科学 初始化 运动学 避障 运动规划 路径(计算) 障碍物 粒子群优化 编码(集合论) 实时计算 数学优化 分布式计算 算法 人工智能 移动机器人 集合(抽象数据类型) 物理 数学 经典力学 机器人 程序设计语言 法学 政治学
作者
Jinghao Xin,Jin‐Woo Kim,Shengjia Chu,Ning Li
出处
期刊:Cornell University - arXiv
标识
DOI:10.48550/arxiv.2401.05019
摘要

Existing Global Path Planning (GPP) algorithms predominantly presume planning in static environments. This assumption immensely limits their applications to Unmanned Surface Vehicles (USVs) that typically navigate in dynamic environments. To address this limitation, we present OkayPlan, a GPP algorithm capable of generating safe and short paths in dynamic scenarios at a real-time executing speed (125 Hz on a desktop-class computer). Specifically, we approach the challenge of dynamic obstacle avoidance by formulating the path planning problem as an Obstacle Kinematics Augmented Optimization Problem (OKAOP), which can be efficiently resolved through a PSO-based optimizer at a real-time speed. Meanwhile, a Dynamic Prioritized Initialization (DPI) mechanism that adaptively initializes potential solutions for the optimization problem is established to further ameliorate the solution quality. Additionally, a relaxation strategy that facilitates the autonomous tuning of OkayPlan's hyperparameters in dynamic environments is devised. Comprehensive experiments, including comparative evaluations, ablation studies, and \textcolor{black}{applications to 3D physical simulation platforms}, have been conducted to substantiate the efficacy of our approach. Results indicate that OkayPlan outstrips existing methods in terms of path safety, length optimality, and computational efficiency, establishing it as a potent GPP technique for dynamic environments. The video and code associated with this paper are accessible at https://github.com/XinJingHao/OkayPlan.
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
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
刚刚
1秒前
金色年华完成签到,获得积分10
1秒前
丘比特应助daniel采纳,获得10
2秒前
我是老大应助szl采纳,获得10
3秒前
3秒前
赤邪完成签到,获得积分20
3秒前
小蘑菇应助复杂曼梅采纳,获得10
4秒前
5秒前
sexing完成签到,获得积分20
5秒前
你好发布了新的文献求助150
6秒前
6秒前
BareBear应助wfc采纳,获得10
7秒前
Dsivan发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
可爱的函函应助赤邪采纳,获得10
8秒前
义气的傲松完成签到,获得积分20
8秒前
张zi完成签到,获得积分10
8秒前
wtg发布了新的文献求助10
9秒前
法一完成签到 ,获得积分10
9秒前
充电宝应助ysl采纳,获得30
10秒前
10秒前
诸葛语蝶完成签到,获得积分10
10秒前
通~发布了新的文献求助10
10秒前
xpp完成签到 ,获得积分10
11秒前
dyh6802发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
短腿小柯基完成签到,获得积分10
12秒前
完美世界应助研一小刘采纳,获得10
12秒前
12秒前
水萝卜完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
高高完成签到,获得积分10
14秒前
甜甜晓露发布了新的文献求助10
14秒前
ChiDaiOLD发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
szl完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
orixero应助跳跃的静曼采纳,获得10
17秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527928
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108040
关于积分的说明 9287614
捐赠科研通 2805836
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540070
邀请新用户注册赠送积分活动 716904
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709808