Improved Approximation Accuracy for Nonconvex Trajectory Optimization via Trajectory Sensitivities
Notice bibliographique
Résumé
Trajectory optimization is valuable for a wide range of applications, from motion planning for mobile robots, to aircraft flight planning. However, nonlinear dynamic models lead to challenging nonconvex trajectory optimization problems. Many existing approaches formulate them as multistage programs and rely on derivatives of each stage to obtain a local approximation at each iteration, in which case quality of approximation when solving the optimization program has significant impact on convergence behavior. In this work, we develop a novel approach for obtaining improved local approximations when solving nonconvex trajectory optimization problems. By performing an input-to-state reformulation of system dynamics, we use trajectory sensitivities, which are derivatives of the entire system trajectory with respect to control inputs, to form local approximations. Local convergence guarantees for the proposed method are presented. The method is applied to generate trajectories for an autonomous vehicle, and is extended to include scenario with static obstacles. Simulation on a variety of reference paths show that the proposed method outperforms the traditional Sequential Quadratic Programming (SQP) in terms of local approximation accuracy, allowable trust-region radius, iterations to converge, and total solver time, and is less prone to failure when handling multiple obstacles with a complex reference.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».