A Real-Time Path-Planning Algorithm based on Receding Horizon Techniques

Authors
Murillo, Marina Hebe; Sanchez, Guido Marcelo; Genzelis, Lucas Manuel; Giovanini, Leonardo Luis
Publication Year
2017
Language
English
Format
article
Status
Published version
Description
In this article we present a real-time path-planning algorithm that can be used to generate optimal and feasible paths for any kind of unmanned vehicle (UV). The proposed algorithm is based on the use of a simplified particle vehicle (PV) model, which includes the basic dynamics and constraints of the UV, and an iterated non-linear model predictive control (NMPC) technique that computes the optimal velocity vector (magnitude and orientation angles) that allows the PV to move towards desired targets. The computed paths are guaranteed to be feasible for any UV because: i) the PV is configured with similar characteristics (dynamics and physical constraints) as the UV, and ii) the feasibility of the optimization problem is guaranteed by the use of the iterated NMPC algorithm. As demonstration of the capabilities of the proposed path-planning algorithm, we explore several simulation examples in different scenarios. We consider the existence of static and dynamic obstacles and a follower condition.
Fil: Murillo, Marina Hebe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Investigación en Señales, Sistemas e Inteligencia Computacional. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas. Instituto de Investigación en Señales, Sistemas e Inteligencia Computacional; Argentina
Fil: Sanchez, Guido Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Investigación en Señales, Sistemas e Inteligencia Computacional. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas. Instituto de Investigación en Señales, Sistemas e Inteligencia Computacional; Argentina
Fil: Genzelis, Lucas Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Investigación en Señales, Sistemas e Inteligencia Computacional. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas. Instituto de Investigación en Señales, Sistemas e Inteligencia Computacional; Argentina
Fil: Giovanini, Leonardo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Investigación en Señales, Sistemas e Inteligencia Computacional. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas. Instituto de Investigación en Señales, Sistemas e Inteligencia Computacional; Argentina
Subject
FEASIBLE OPTIMAL PATH
MODEL PREDICTIVE CONTROL
REAL-TIME PATH-PLANNING
REPLANNING
Ciencias de la Computación
Ciencias de la Computación e Información
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
Access level
Restricted access
License
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repository
CONICET Digital (CONICET)
Institution
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identifier
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/49231