Viability-Based Guaranteed Safe Robot Navigation
Navigation pour robot avec garantie de sécurité basée sur la théorie de la viabilité
Résumé
Guaranteeing safe, i.e. collision-free, motion for robotic systems is usually tackled in the Inevitable
Collision State framework. This paper explores the use of the more general Viability theory as an
alternative when safe motion involves multiple motion constraints and not just collision avoidance. Central
to Viability is the so-called viability kernel, i.e. the set of states of the robotic system for which there is
at least one trajectory that satisfies the motion constraints forever. The paper presents an algorithm that
computes off-line an approximation of the viability kernel that is both conservative and able to handle
time-varying constraints such as moving obstacles. Then it demonstrates, for different robotic scenarios involving
multiple motion constraints (collision avoidance, visibility, velocity), how to use the viability kernel
computed off-line within an on-line reactive navigation scheme that can drive the robotic system without
ever violating the motion constraints at hand.
La garantie de mouvement sans collision pour les systèmes robotiques est généralement abordée
dans le cadre des Etats de Collision Inévitable. Cet article explore l’utilisation de la théorie plus
générale de la Viabilité comme alternative lorsque le mouvement implique des contraintes de mouvement
autres que l’évitement de collision. Le noyau de viabilité, i.e. l’ensemble des états du système
robotique pour lequel il existe au moins une trajectoire qui satisfait à jamais les contraintes de mouvement,
est un élément central de la théorie de la viabilité. Cet article présente un algorithme qui calcule
hors ligne une approximation du noyau de viabilité qui est à la fois conservative et capable de gérer des
contraintes dynamiques telles que des obstacles mobiles. Ensuite, il démontre, pour différents scénarios
robotiques impliquant plusieurs contraintes de mouvement (évitement de collision, visibilité, vitesse),
comment utiliser le noyau de viabilité calculé hors ligne dans un schéma de navigation réactive en ligne
capable de piloter le système robotique sans jamais violer les différentes contraintes de mouvement.
Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
---|
Loading...