计算机科学 > 机器人技术
[提交于 2025年7月14日
(v1)
,最后修订 2025年7月16日 (此版本, v2)]
标题: TOP:通过并行优化实现轨迹优化以达到恒定的时间复杂度
标题: TOP: Trajectory Optimization via Parallel Optimization towards Constant Time Complexity
摘要: 优化已被广泛用于生成运动规划的平滑轨迹。 然而,现有的轨迹优化方法在处理大规模长轨迹时表现出不足。 并行计算的最新进展加速了某些领域的优化,但如何通过并行性高效解决轨迹优化仍然是一个开放问题。 在本文中,我们提出了一种基于共识交替方向乘子法(CADMM)算法的新型轨迹优化框架,该框架将轨迹分解为多个段,并并行求解子问题。 与最先进的(SOTA)方法的O(N)相比,所提出的框架将每迭代的时间复杂度降低到O(1)与段数相关。 此外,我们引入了一种闭式解,将凸线性和二次约束整合以加快优化,并为一般不等式约束提供了数值解。 一系列仿真和实验表明,我们的方法在效率和光滑性方面优于SOTA方法。 特别是对于大规模轨迹,具有100个段,实现了十倍以上的加速。 为了充分利用我们的算法在现代并行计算架构上的潜力,我们将框架部署在GPU上,并展示了数千个段的高性能。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
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