RESC: 強化学習ベースの探索・制御統合フレームワークによる高密度環境でのクアッドロータ局所計画
RESC: A Reinforcement Learning Based Search-to-Control Framework for Quadrotor Local Planning in Dense Environments
可視性経路探索と強化学習による制御生成を統合し、クアッドロータの動力学を直接考慮した局所計画フレームワークを提案。シミュレーションと実機実験で時間効率と機動性の向上を実証した。
著者: Zhaohong Liu, Wenxuan Gao, Yinshuai Sun, Peng Dong
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Agile flight in complex environments poses significant challenges to current motion planning methods, as they often fail to fully leverage the quadrotor dynamic potential, leading to performance failures and reduced efficiency during aggressive maneuvers.Existing approaches frequently decouple trajectory optimization from control generation and neglect the dynamics, further limiting their ability to generate aggressive and feasible motions.To address these challenges, we introduce an enhanced Search-to-Control planning framework that integrates visibility path searching with reinforcement learning (RL) control generation, directly accounting for dynamics and bridging the gap between planning and control.Our method first extracts control points from collision-free paths using a proposed heuristic search, which are then refined by an RL policy to generate low-level control commands for the quadrotor controller, utilizing reduced-dimensional obstacle observations for efficient inference with lightweight neural networks.We validate the framework through simulations and real-world experiments, demonstrating improved time efficiency and dynamic maneuverability compared to existing methods, while confirming its robustness and applicability.
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