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08.10.2018

Anticipative kinodynamic planning: multi-objective robot navigation in urban and dynamic environments

Zeitschrift:
Autonomous Robots
Autoren:
Gonzalo Ferrer, Alberto Sanfeliu
Wichtige Hinweise
This research was conducted at the Institut de Robòtica i Informàtica Industrial (CSIC-UPC). It was partially supported by CICYT projects DPI2007-61452 and Ingenio Consolider CSD2007-018.

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

This paper presents the anticipative kinodynamic planning (AKP) approach for robot navigation in urban environments, while satisfying both dynamic and nonholonomic constraints. Our main motivation is to minimize the impact that the robot is doing to the environment, i.e. other pedestrians, while successfully achieving a navigation goal. To this end, we require a better understanding of the environment, and thus, we propose to integrate seamlessly a human motion prediction algorithm into the planning algorithm. In addition, we are able to anticipate for each of the robot’s calculated paths or actions the corresponding people’s future trajectories, which is essential to reduce the impact to nearby pedestrians. Multi-objective cost functions are proposed and we describe a well-posed procedure to build joint cost functions. Plenty of simulations and real experiments have been carried out to demonstrate the success of the AKP, compared to other navigation approaches.

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