Fast-Planner:实现四旋翼快速飞行规划算法

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Fast-Planner
Fast-Planner的开发旨在在复杂的未知环境中实现四旋翼快速飞行。它包含一组精心设计的规划算法。将来会有更多功能和有趣的方法。
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概述

Fast-Planner的开发旨在在复杂的未知环境中实现四旋翼快速飞行。它包含一组精心设计的规划算法。将来会有更多功能和有趣的方法。

1. 快速入门

该项目已在 Ubuntu 16.04(ROS Kinetic)和 18.04(ROS Melodic)上进行了测试。以Ubuntu 18.04为例,运行以下命令进行设置:

  sudo apt-get install libarmadillo-dev ros-melodic-nlopt
  cd ${YOUR_WORKSPACE_PATH}/src
  git clone https://github.com/HKUST-Aerial-Robotics/Fast-Planner.git
  cd ../ 
  catkin_make

您可以查看详细说明来设置项目。编译后,您可以通过以下方式启动可视化:

  source devel/setup.bash && roslaunch plan_manage rviz.launch

并开始模拟(在新终端中运行):

[rihide]
  source devel/setup.bash && roslaunch plan_manage kino_replan.launch

您会在 中找到随机地图和无人机Rviz。您可以使用该工具选择无人机要到达的目标2D Nav Goal。示例模拟显示在这里

2. 算法与论文

该项目包含一组用于四旋翼快速飞行的强大且计算高效的算法

  • 运动动力学路径搜索
  • 基于 B 样条的轨迹优化
  • 拓扑路径搜索和路径引导优化
  • 感知感知规划策略(出场)

所有规划算法以及其他关键模块(例如映射)都在fast_planner中实现:

  • plan_env:在线映射算法。它以深度图像(或点云)和相机姿势(里程计)对作为输入,进行光线投射以更新概率体积图,并为规划系统构建欧氏符号距离场 (ESDF)。
  • path_searching:前端路径搜索算法。目前它包括一个尊重四旋翼动力学的运动动力学路径搜索。它还包含一个基于采样的拓扑路径搜索算法,以生成多个拓扑独特的路径来捕获 3D 环境的结构。
  • bspline:基于 B 样条的轨迹表示的实现。
  • bspline_opt:使用 B 样条轨迹的基于梯度的轨迹优化。
  • active_perception:感知感知规划策略,使四旋翼能够主动观察并避开未知障碍物,以在未来出现。
  • plan_manage:调度和调用映射和规划算法的高级模块。启动整个系统的界面,以及配置文件都包含在这里。

除了文件夹fast_planner,一个轻量级的uav_simulator用于测试。

3.设置和配置

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