Planning trajectories on uneven terrain using optimization and non-linear time scaling techniques

Singh, Arun Kumar; Krishna, K. Madhava; Saripalli, Srikanth

doi:10.1109/iros.2012.6385662

Cited by 11 publications

(4 citation statements)

References 18 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…However as it will be shown in section V that the quality of feature tracking is significantly better on the constrained path. Figure 2(b) shows the satisfaction of constraint (7). As it can be seen from the figure, constraint satisfaction is good at almost all the place except a marginal violation at the middle of the path.…”

Section: A Initial Guess For Non-linear Optimizationmentioning

confidence: 90%

“…Further when moving from one viewpoint to another additional waypoints are generated to facilitate reversal along the path when conventional maneuvers do not satisfy the orientation constraints. Finally we invoke non-linear time scaling techniques, first introduced in [7] to embed velocity profiles onto the planned paths. The velocity profile provides for higher velocities when the camera is further away from objects while reduces as the camera approaches the object.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Trajectory planning for monocular SLAM systems

Gavshinde

Singh

Krishna

2013

2013 IEEE International Conference on Control Applications (CCA)

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Abstract-This paper proposes a novel method of integrating planning with Monocular Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) systems. Monocular SLAM, typically referred to as VSLAM systems in literature consists of recovering trajectory estimates of the camera and stationary world features from a single moving camera. Such VSLAM systems are significantly more difficult than SLAM performed with depth sensors, such as using an accurate Laser Range Finder (LRF). When the camera motion is subject to steep changes in orientation, tracked features over the previous instances are lost, making VSLAM estimates highly unreliable, erroneous that cannot be recovered. Most often a complete breakdown occurs, which entails a new sequence of images to be captured from a fresh camera trajectory. Herein we propose an optimization based path planning formulation for such VSLAM systems that reduces occurence of such errors through paths that are not subject to high orientation changes. Further we plan a velocity profile over the path that prevents features from getting significantly displaced over successive images, often considered a critical criteria for robust feature tracking. The velocity profile is computed using the novel concept of non linear time scaling proposed in our earlier work. The VSLAM system is also sufficiently innovated to provide for dense mapping over planar segments. The efficacy of the formulation is verified over real experiments on a camera mounted robot.

show abstract

Section: A Initial Guess For Non-linear Optimizationmentioning

confidence: 90%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Trajectory planning for monocular SLAM systems

Gavshinde

Singh

Krishna

2013

2013 IEEE International Conference on Control Applications (CCA)

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…By using a B-cubic patch map, a near-optimal path planner for rough terrain navigation was proposed in [21], which adopted a layered control strategy that separated the trajectory planning and path following. Singh et al [22] proposed to use a non-linear time scaling technique to generate an optimal path on uneven terrain, with a special focus on avoiding possible slip of the vehicle. These methods are mainly designed for unmanned vehicles.…”

Section: B Path Planning Techniquesmentioning

confidence: 99%

Stable Autonomous Robotic Wheelchair Navigation in the Environment With Slope Way

Wang

Xia

Meng

2020

IEEE Trans. Veh. Technol.

View full text Add to dashboard Cite

In this article, we present a path planning approach that is capable of generating a feasible trajectory for stable robotic wheelchair navigation in the environment with slope way. Firstly, the environment is modeled by a lightweight navigation map, with which the proposed sampling-based path planning scheme with a modified extension function can generate a feasible path. Then, the path is further optimized by the proposed utility function involving the human comfort and the path cost. To improve the searching efficiency of an optimal trajectory, we present an adaptive weighting Gaussian Mixture Model (GMM) based sampling strategy. Particularly, the weights of the components in GMM are adjusted adaptively in the planning process. It is also worth noting that the proposed sampling-based planning paradigm can indicate the unsafe regions in the navigation map, which forms a traversable map and further guarantees the safety of the wheelchair robot navigation. Furthermore, the effectiveness and the efficiency of the proposed path planning method are verified in both simulation and real-world experiments.

show abstract

“…Αρχικά, οι ερευνητές επέκτειναν τις υπάρχουσες βασικές θεωρίες (Eathakota et al (2011), Page et al (2006)) για αυτές τις περιπτώσεις, είτε δημιούργησαν νέες απλές θεωρίες (Miró et al (2010), Waheed & Fotouhi (2009)). Η αύξηση των κινηματικών περιορισμών που υπάρχουν σε αυτήν την περίπτωση (μέγιστη κλίση εδάφους, περιοχές όπου μπορεί να γίνει ανατροπή του οχήματος) οδήγησε την έρευνα προς πιο πολύπλοκους σχεδιαστές (Iagnemma et al (2008), Tahirovic & Magnani (2011)), που στην πλειονότητα των περιπτώσεων περιελάμβανε ελεγκτές πολλαπλών σταδίων (Cowlagi & Tsiotras (2012), Singh et al (2011Singh et al ( , 2012).…”

Section: βασικότερες τεχνικές σχεδιασμού κίνησηςunclassified

Πλοήγηση Και Συνεργατική Χαρτογράφηση Ομάδας Κινούμενων Ρομπότ

Αρβανιτάκης¹

View full text Add to dashboard Cite

Η παρούσα διατριβή έχει ως θέμα την πλοήγηση και συνεργατική χαρτογράφηση ομάδας κινούμενων ρομπότ. Η πλοήγηση είναι ένα βασικό προς επίλυση θέμα στο πεδίο της αυτονομίας των ρομποτικών οχημάτων και στην πλειάδα των εφαρμογών που αυτά πρέπει να φέρουν εις πέρας. Δεδομένης μιας περιοχής ενδιαφέροντος, μιας αρχικής θέσης και μιας τελικής θέσης - στόχου για ένα κινούμενο ρομπότ, ζητείται να βρεθεί ένα μονοπάτι που να εκπληρώνει κατ’ αρχήν τους κινηματικούς περιορισμούς που επιβάλλονται από το περιβάλλον, και στην συνέχεια τους δυναμικούς περιορισμούς που οφείλονται στο μοντέλο του ρομπότ και στους περιορισμούς των εισόδων του. Αρχικά, στη διατριβή έγινε μελέτη του προβλήματος πλοήγησης σε γνωστά περιβάλλοντα. Το πρόβλημα διασπάστηκε σε δύο μέρη, όπου το πρώτο αφορούσε την εύρεση του μονοπατιού και το δεύτερο τον σχεδιασμό της τροχιάς με βάση το ευρεθέν μονοπάτι. Ο σχεδιασμός του μονοπατιού βασίστηκε στις μεθόδους των τεχνητών δυναμικών πεδίων (στην περίπτωση επίπεδου περιβάλλοντος), και των συναρτήσεων πλοήγησης (στην περίπτωση δισδιάστατης επιφάνειας). Ο σχεδιασμός της τροχιάς βασίστηκε στις καμπύλες Bèzier. Στην συνέχεια η έρευνα εστιάσθηκε για άγνωστα επίπεδα περιβάλλοντα. Στην περίπτωση αυτή, το αυτόνομο ρομπότ έχει έναν αισθητήρα απόστασης για την κατασκευή του χάρτη της περιοχής. Δεδομένου του χάρτη, δομείται μια διακοπτική συνάρτηση, όπου αρχικά γίνεται η εξερεύνηση της περιοχής με σκοπό την ανακάλυψη της θέσης – στόχου με βασικό άξονα την λογική εξερεύνησης συνόρου. Αν ο στόχος ανακαλυφθεί τότε η συνάρτηση πλοήγησης αλλάζει για να το οδηγήσει προς αυτό. Σε πρώτη φάση είχε υποτεθεί μοτίβο αίσθησης κυκλικού δίσκου περιορισμένης εμβέλειας, με απλό κινηματικό μοντέλο ρομπότ και τέλεια γνώση της θέσης του ρομπότ. Στην συνέχεια, έγινε εξέλιξη της μεθόδου για μοτίβο αίσθησης κυκλικού τομέα, πληρέστερο μοντέλο ρομπότ, καθώς και αβεβαιότητα στην θέση και τον προσανατολισμό αυτού. Τέλος, η έρευνα επεκτάθηκε σε μια ομάδα κινούμενων ρομπότ. Διατηρώντας αναλλοίωτη την βασική λογική της μεθόδου που αναπτύχθηκε για άγνωστα περιβάλλοντα, η συνεργατική χαρτογράφηση και η δημιουργία καθολικού χάρτη από την ομάδα εισάχθηκε ως έννοια, ώστε να βελτιωθεί η κίνηση προς τον στόχο που έχει ανατεθεί σε κάθε μέλος της ομάδας, μέσω της μετάβασης σε μια διακοπτική συνάρτηση επιλογής συνόρου.

show abstract

Planning trajectories on uneven terrain using optimization and non-linear time scaling techniques

Cited by 11 publications

References 18 publications

Trajectory planning for monocular SLAM systems

Trajectory planning for monocular SLAM systems

Stable Autonomous Robotic Wheelchair Navigation in the Environment With Slope Way

Πλοήγηση Και Συνεργατική Χαρτογράφηση Ομάδας Κινούμενων Ρομπότ

Contact Info

Product

Resources

About