不确定环境下基于贝叶斯更新的时序逻辑规约漫游车-直升机协同路径规划与探索
系统与控制
2021-07-21 v1 系统与控制
摘要
本文研究不确定环境下具有时序逻辑规约的漫游车与直升机协同路径规划与探索问题。漫游车的目标是完成由语法上共安全线性时序逻辑（scLTL）公式表达的任务，而直升机的目标是主动探索环境并降低其不确定性，以协助漫游车并提升任务完成效率。为形式化我们的方法，我们首先在未知环境中各区域满足哪些性质（即原子命题）的假设下，通过原子命题的环境信念来刻画环境不确定性。原子命题的环境信念根据贝叶斯规则，基于漫游车与直升机提供的伯努利型传感器测量进行更新。随后，通过对基于自动机的模型检验的实现，以最大化 scLTL 公式满足的信念来综合漫游车的最优策略。接着，利用基于原子命题环境信念评估的熵概念，以及漫游车依最优策略拟遵循的路径，综合直升机的探索策略。由此，直升机可主动探索不确定性高且与任务完成相关的区域。最后，若干数值算例说明了所提方法的有效性。
引用
@article{arxiv.2107.09303,
title = {Collaborative rover-copter path planning and exploration with temporal logic specifications based on Bayesian update under uncertain environments},
author = {Kazumune Hashimoto and Natsuko Tsumagari and Toshimitsu Ushio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.09303},
year = {2021}
}
备注
This paper is accepted in ACM Transactions on Cyber Physical Systems (ACM TCPS)