面向自动驾驶安全导航：激活式背操结合控制屏障函数
动力系统
2025-08-29 v1 最优化与控制
摘要
本文提出一种新型安全关键控制方法，通过合成具有高相对度安全约束的系统的控制屏障函数（CBFs）。我们扩展了 CBF 背操的程序，提出激活式背操——一种合成有效 CBFs 的构造方法。我们方法的新颖之处在于将激活函数融入 CBF 中，该函数相对于标准 CBF 背操可在状态空间中提供较不保守的安全区域。我们在倒摆摆例题中演示了所提方法，阐释了其在状态空间中的几何意义并与现有 CBF 合成技术进行比较。最后，我们在仿真中实现该方法，以动力学自行车模型实现自动驾驶车辆的碰撞免疫导航。
引用
@article{arxiv.2508.20822,
title = {Activated Backstepping with Control Barrier Functions for the Safe Navigation of Automated Vehicles},
author = {Laszlo Gacsi and Max H. Cohen and Tamas G. Molnar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.20822},
year = {2025}
}
备注
Accepted to the IEEE Control Systems Letters. 6 pages, 3 figures