Sampling-based planning of actions and motions using approximate solutions
Project goals
Motion planinng of robots with many degrees of freedom and robots with complex geometries leads to a search in a high-dimensional configuration space. Sampling-based planners randomly sample the space in order to capture the connectivity of the free regions. The key issue of these planners is the presence of narrow passages, i.e., small free-regions in the configuration space, that contain a part of the solution. Due to their low volume, it is difficult to cover them by random samples. The goal of this project is the development of new sampling-based planning techniques to cope with the narrow passage problem. The main idea is to quickly compute an approximate solution considering a relaxed version of the problem, e.g., by shrinking the geometry of the robots. This approximate solution will be then used to guide the search in the configuration space of a harder version of the problem. Besides, these techniques will also be investigated in the case of discrete state spaces in order to improve performance of methods for action planning.
Keywords
motion planningpath planningconfiguration-space samplingrotobics
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Junior Grants
Call for proposals
Juniorské granty 5 (SGA0201900002)
Main participants
České vysoké učení technické v Praze / Fakulta elektrotechnická
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
19-22555Y
Alternative language
Project name in Czech
Vzorkovací techniky plánování pohybu a akcí s využitím aproximačních řešení
Annotation in Czech
Plánování pohybu pro složité roboty (např. roboty s mnoha stupni volnosti nebo roboty se složitou geometrií) vede na prohledávání více-dimenzionálního konfiguračního prostoru.To lze realizovat tzv. sampling-based metodami, které využívají náhodného vzorkování tohoto prostoru. Hlavním problémem těchto metod je přítomnost tzv. uzkých hrdel (narrow-passage), což jsou malé části konfiguračního prostoru, které lze náhodným vzorkováním jen těžko pokrýt. Cílem projektu je vývoj metod pro zlepšení náhodného prohledávání konfiguračního prostoru za přítomnosti úzkých hrdel. Myšlenka tohoto projektu spočívá v rychlém nalezení řešení pro zjednodušenou verzi problému a použití tohoto řešení jako vodítko při plánování pro složitější verzi problému. K zjednodušení problému budou využity techniky modifikace geometrie robotu (např. jeho zmenšení). Kromě realizace těchto technik ve spojitém prostoru budou navržená řešení upravena pro použití v oblasti prohledávání diskrétního prostoru akcí.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
OECD FORD - main branch
10201 - Computer sciences, information science, bioinformathics (hardware development to be 2.2, social aspect to be 5.8)
OECD FORD - secondary branch
—
OECD FORD - another secondary branch
—
AF - Documentation, librarianship, work with information
BC - Theory and management systems
BD - Information theory
IN - Informatics
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The project reached all its aims and achieved original results in sampling-based motion planning. Some results have been presented at top conferences and in high-quality journals. The project also employed a relatively large number of students.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2019
Realization period - end
Dec 31, 2021
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 30, 2021
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP22-GA0-GJ-U
Data delivery date
Jun 29, 2022
Finance
Total approved costs
4,376 thou. CZK
Public financial support
4,376 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
4 376 CZK thou.
Public support
4 376 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Computer sciences, information science, bioinformathics (hardware development to be 2.2, social aspect to be 5.8)
Solution period
01. 01. 2019 - 31. 12. 2021