一种用于人机共享自治安全的屏障对方法

共享自治提供了一种框架，其中人类与自动化系统（如机器人）共同控制系统行为，为包括人机交互在内的多种应用提供了有效解决方案。然而，共享自治中的一个难题是安全性，因为人类输入可能未知且不可预测，这会影响机器人的安全约束。如果人类输入是通过与机器人物理接触施加的力，它还会改变机器人行为以维持安全。我们通过提出一种双层控制框架来解决实时应用中的共享自治安全问题。在第一层，我们利用人类输入测量的历史推断人类希望机器人执行的动作，并依据该推断定义机器人的安全约束。在第二层，我们构建由屏障对组成的快速扩展随机树，每个屏障对由一个屏障函数和一个控制器构成。利用这些屏障对中的控制器，机器人能够在人类输入干预下维持其安全操作。所提出的控制框架使机器人能够在协助人类的同时防止其遭遇安全问题。我们在双臂机械臂机器人的仿真上展示了该控制框架。