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dRVG:未知环境中多边形机器人的四叉树引导、分辨率完备的在线运动规划

dRVG: Quadtree-Guided, Resolution-Complete Online Motion Planning for Polygonal Robots in Unknown Environments

Duo Zhang, Hechen Zhang, Junshan Huang, Jingjin Yu

arXiv 2609.31412首次发表:更新:

发表机构

Rutgers, the State University of New Jersey(罗格斯大学新泽西州立大学)

机构由 AI 辅助整理,请以论文原文为准。

AI 中文总结

提出动态旋转堆叠可见性图(dRVG),利用四叉树调度感知并融合局部路标图,实现未知环境中多边形机器人的分辨率完备在线运动规划,实验证明其高效性。

AI 中文摘要

我们提出了动态旋转堆叠可见性图(dRVG),一种在线运动规划器,能够在初始未知的静态环境中引导多边形机器人到达指定目标。它融合来自连续观测的局部路标图,以规划无碰撞的平移和旋转,而无需均匀位置网格。空间四叉树在区域间调度感知目标,以减少重复访问,同时保留所有用于路由的取向配置。在精确感知和几何计算以及星形机器人和包络假设下,使用中心扫描的dRVG相对于相同角分辨率下的全图RVG是分辨率完备的。在使用足迹扫描的实验中,dRVG在20秒规划预算内解决了20个困难地图和七个角分辨率下的全部140个案例,在360个取向层的中位规划时间为1.18秒。六个microMVP演示展示了物理机器人上的完整在线规划循环。

英文摘要

We present the dynamic rotation-stacked visibility graph (dRVG), an online motion planner that guides polygonal robots to specified goals in initially unknown, static environ- ments. It merges local roadmaps from successive observations to plan collision-free translations and rotations without a uniform position grid. A spatial quadtree schedules sensing goals across regions to reduce repeated visits while retaining all orientation configurations for routing. Under exact sensing and geometric computation and star-shaped robot and envelope assumptions, dRVG with center scans is resolution-complete relative to full- map RVG at the same angular resolution. In experiments using footprint scans, dRVG solves all 140 cases across 20 difficult maps and seven angular resolutions within a 20 s planning budget, with a median planning time of 1.18 s at 360 orientation layers. Six microMVP demonstrations illustrate the complete online planning loop on a physical robot.

论文原文

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