DynoFluxBench : évaluer les planificateurs cinéto-dynamiques spatio-temporels en environnements dynamiques
DynoFluxBench est un nouveau framework destiné à comparer des planificateurs de trajectoires cinodynamiques, c'est-à-dire respectant les limites physiques du robot comme la vitesse et l'accélération, dans des environnements dynamiques où les obstacles mobiles arrivent à un instant non borné dans le temps. Trois planificateurs de référence l'illustrent : ST-Db-RRT étend un arbre de recherche avec des primitives de mouvement à discontinuité bornée puis affine la trajectoire par optimisation, tandis que KIST et ST-GBRRT construisent un arbre entièrement faisable guidé par des heuristiques distinctes. Les trois méthodes bénéficient de garanties de complétude probabiliste démontrées en environnement dynamique. Sur ce banc d'essai, ST-Db-RRT trouve une première solution jusqu'à 32 fois plus vite que les deux autres, qui restent préférables quand l'optimisation de trajectoire devient fragile ou instable. Vidéos et analyses sont publiées sur dynofluxbench.github.io.
La plupart des robots mobiles industriels, des AMR d'entrepôt aux humanoïdes appelés à sortir des zones balisées, doivent éviter des obstacles mobiles tout en respectant leurs propres limites de vitesse et d'accélération, mais la recherche traitait jusqu'ici séparément la faisabilité cinodynamique et la planification face à des obstacles en mouvement, sans cadre commun pour comparer les approches sur ces deux critères à la fois. DynoFluxBench comble ce vide en offrant un étalon reproductible, utile aux équipes de recherche comme aux intégrateurs qui doivent choisir une architecture de navigation plutôt que de s'appuyer sur des démonstrations isolées difficiles à comparer entre laboratoires. L'écart mesuré entre la rapidité de ST-Db-RRT et la robustesse de KIST et ST-GBRRT rappelle aussi que l'optimisation de trajectoire, souvent présentée comme une solution universelle en planification de mouvement, reste fragile dans certains régimes.
Ce travail s'inscrit dans la filiation des planificateurs par échantillonnage de type RRT et de leurs variantes cinodynamiques, croisée avec les méthodes de planification espace-temps conçues pour des obstacles dont la trajectoire est connue à l'avance, deux courants jusqu'ici développés séparément. Publié en prépublication sur arXiv sans mention d'entreprise, de produit commercial ni de déploiement industriel, ce travail académique met son code, ses vidéos et ses analyses à disposition publique pour que d'autres équipes comparent leurs planificateurs sur un terrain commun.
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