Navegação em alta velocidade para quadrotors com sensores limitados a bordo

Abordamos o problema da navegação autônoma em alta velocidade de veículos aéreos micro quadrotor com sensores e computação limitados a bordo. Em particular, propomos um método de planejamento de horizonte de alcance duplo para navegar quadrotors rapidamente e com segurança até locais-alvo especificados em ambientes anteriormente desconhecidos e não estruturados. Em cada época de planejamento, um planejador de curto alcance usa um mapa local para gerar uma nova trajetória. Ao mesmo tempo, uma política de parada segura é determinada. Isso permite que o robô faça uma parada de emergência quando necessário. Nosso algoritmo garante a evitação de colisões e demonstra avanços importantes em planejamento em tempo real. Primeiro, nosso novo método de planejamento de curto alcance nos permite gerar e replanejar trajetórias que são dinamicamente viáveis, cumprem com as restrições de estado e entrada e evitam obstáculos em tempo real. Além disso, algoritmos de planejamento anteriores abstraem o problema da detecção de obstáculos assumindo a disponibilidade instantânea de informações geométricas sobre o ambiente. Em contraste, nosso método aborda o desafio de usar os dados brutos do sensor para formar um mapa e navegar em tempo real. Finalmente, além de exemplos de simulação, fornecemos experimentos físicos que demonstram todo o pipeline algorítmico desde a detecção de obstáculos até a execução da trajetória.