FastBridge：弥合 3D 高斯泼溅安全过滤器中基于模型的实现差距以实现快速四旋翼飞行

快速四旋翼飞行需要在严格的机载计算限制下实现安全的避障。虽然 3D 高斯泼溅（3DGS）为感知驱动的导航提供了连续且具备几何感知的场景表示，但现有的 3DGS 安全过滤器使用诸如单积分器和双积分器等降阶模型，忽略了执行器限制并假设指令加速度能被瞬间实现。基于 3DGS 的解析碰撞锥屏障，我们引入了一种非线性、感知执行器的安全过滤器，通过完整的四旋翼动力学强制执行。我们推导了高相对度碰撞锥指数 CBF 和一个备份 CBF，该备份 CBF 使用前向模拟的备份策略在输入约束下保持 QP 可行性。与最先进的 3DGS 安全过滤器相比，我们的方法将轨迹加加速度降低了 47%，运行速度提升了 2.25 倍。我们在仿真和硬件上验证了该方法，用于在杂乱且由感知导出的环境中进行实时导航。