SIAM Journal on Control and Optimization· 2026Q1
Güçlü Dışbükey Bölgeler Arasında Çarpışmadan Kaçınma için Kontrol Bariyer Fonksiyonları
Control Barrier Functions for Collision Avoidance between Strongly Convex Regions
- 4atıf
- Q1SCImago
- 2026yıl
Kısa özet
Yeni bir Kontrol Bariyer Fonksiyonu (CBF) yöntemi, sürekli kontrol-afin dinamiklere ve dışbükey güvenli bölgelere sahip robotlar için gerçek zamanlı, muhafazakar olmayan çarpışmadan kaçınmayı, kesintili maliyet fonksiyonları ile bile sağlar.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Ana noktalar
- Sürekli zamanlı sistemlerde muhafazakar olmayan çarpışmadan kaçınma için bir CBF yöntemi sunar.
- Minimum mesafenin sürekli olarak türevlenebilir olduğu güçlü dışbükey haritaları tanımlar.
- Minimum mesafenin yönsel türevlerini verimli bir şekilde hesaplamak için doğrusal tamamlama problemi kullanır.
- Kesintili maliyet fonksiyonlarına izin veren güçlü güvenliği garanti eden optimal bir geri besleme kontrol yasası önerir.
- Bir quadrotor için simülasyonda doğrulandı, aşırı yaklaşımlar olmadan gerçek zamanlı uygulamayı gösterdi.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Özet (abstract)
Abstract. In this paper, we focus on nonconservative, continuous-time collision avoidance between robots and obstacles with continuous control-affine dynamics and convex state-dependent safe regions using control barrier functions (CBFs). System safety is defined using the minimum distance between the safe regions associated with robots and obstacles. However, continuous-time collision avoidance using the minimum distance as a CBF can pose challenges since the distance function is given by a parametric optimization problem and nonsmooth in general. We identify a class of state-dependent convex sets, defined as strongly convex maps, for which the minimum distance is continuously differentiable. We show that the directional derivatives of the minimum distance KKT solution for strongly convex maps can be efficiently computed using a linear complementarity problem and used for fast KKT solution computation in real-time implementations. Lastly, we propose a CBF-based optimal feedback control law and prove strong safety for the closed-loop system, while allowing for discontinuous (in state) and nonconvex (in control) cost functions. We validate our approach in simulation on a quadrotor system navigating through an obstacle-filled corridor and demonstrate that CBF constraints can be enforced in real-time for state-dependent convex sets without overapproximations.
Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. SIAM Journal on Control and Optimization, 2026 · DOI ↗
Ücretsiz hesapla devam et
Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.
Web'de ücretsiz devam etGoogle ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.
Telefonda:
Alan: Bilgisayarlı Görü ve Örüntü Tanıma
Computer Vision and Pattern RecognitionComputer Science