SANDO：動的で未知の環境に対する安全な自律軌道計画
arXiv cs.RO / 2026/4/10
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要点
- SANDOは、3Dの動的な未知環境に対する安全な軌道計画手法として提案されており、未知の障害物の運動や位置の変化によって、衝突が回避できていた計画がいつでも安全でなくなり得る状況を対象としている。
- このアプローチは、ヒートマップに基づくA*グローバルプランナを組み合わせ、危険度の高い領域から経路をバイアスする。そして、STSFC（spatiotemporal safe flight corridor：時空間安全飛行コリドー）生成器では、各時間層ごとに最悪ケースの到達可能集合のみを用いて障害物を膨張させることで、過度に保守的な計画を避けつつ実現可能性を高める。
- 軌道最適化は、硬い衝突回避制約を伴うMIQPとして定式化され、変数消去の手法によって意思決定変数を削減し、迅速な再計画を可能にする。
- 論文では、速度の上限制約と推定誤差に関する明示的な仮定のもとで衝突回避を保証する、形式的な安全性解析を提示している。
- シミュレーションとUAVでの実験では、制約違反のない一貫して高い成功率が示され、実環境でのハードウェア試験では、静的および動的な障害物の両設定において複数回の安全飛行が実証されている。
