We tackle the problem of flying time-optimal trajectories through multiple waypoints with quadrotors. State-of-the-art solutions split the problem into a planning task - where a global, time-optimal trajectory is generated - and a control task - where this trajectory is accurately tracked. However, at the current state, generating a time-optimal trajectory that takes the full quadrotor model into account is computationally demanding (in the order of minutes or even hours). This is detrimental for replanning in presence of disturbances. We overcome this issue by solving the time-optimal planning and control problems concurrently via Model Predictive Contouring Control (MPCC). Our MPCC optimally selects the future states of the platform at runtime, while maximizing the progress along the reference path and minimizing the distance to it. We show that, even when tracking simplified trajectories, the proposed MPCC results in a path that approaches the true time-optimal one, and which can be generated in real-time. We validate our approach in the real-world, where we show that our method outperforms both the current state-of-the-art and a world-class human pilot in terms of lap time achieving speeds of up to 60 km/h.


翻译:我们通过带梯度的多条路点解决飞行时间最佳轨迹的问题。 最先进的解决方案将问题分为一个规划任务 — — 即产生全球、时间最优轨迹的地方 — — 和控制任务 — — 以及准确跟踪该轨迹的地方。 然而,在目前状态下,产生一个将全四极模型考虑在内的时间最优轨迹是计算性要求(按分钟或甚至小时顺序排列 ) 。 这不利于在出现扰动时重新规划。 我们通过模型预测跟踪控制(MPCC)同时解决时间最优的规划和控制问题来解决这一问题。 我们的MPCC在运行时最佳地选择平台的未来状态,同时尽量扩大参照路径上的进展并尽可能缩小其距离。 我们表明,即使跟踪简化轨迹时,拟议的多极轨迹也会导致一条接近真正时间最优的路径,并且可以实时生成。 我们验证了我们在现实世界中采用的方法, 在那里我们展示了我们的方法在运行时段上超越了60公里的时程速度, 从而实现了当前世界的飞行速度。

0
下载
关闭预览

相关内容

【Google-Marco Cuturi】最优传输,339页ppt,Optimal Transport
专知会员服务
47+阅读 · 2021年10月26日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
109+阅读 · 2020年5月15日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
275+阅读 · 2019年10月9日
LibRec 精选:AutoML for Contextual Bandits
LibRec智能推荐
7+阅读 · 2019年9月19日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
spinningup.openai 强化学习资源完整
CreateAMind
6+阅读 · 2018年12月17日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
carla 体验效果 及代码
CreateAMind
7+阅读 · 2018年2月3日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
VIP会员
相关资讯
LibRec 精选:AutoML for Contextual Bandits
LibRec智能推荐
7+阅读 · 2019年9月19日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
spinningup.openai 强化学习资源完整
CreateAMind
6+阅读 · 2018年12月17日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
carla 体验效果 及代码
CreateAMind
7+阅读 · 2018年2月3日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员