通过时序逻辑树与 Hamilton-Jacobi 可达性保证复杂任务的完成
系统与控制
2024-04-15 v1 机器人学
系统与控制
摘要
在本文中，我们提出了一种保证信息物理系统（CPS）完成复杂任务的方法。具体而言，我们利用通过 Hamilton-Jacobi 可达性分析构建的时序逻辑树来 (1) 检查是否存在能够完成指定任务的控制策略，以及 (2) 开发一种计算高效的方法来合成 CPS 可以实时实现的完整控制输入集合，以确保任务完成。我们证明，通过检查时序逻辑树中每个状态集的近似方向，我们可以检查时序逻辑树是否存在“泄漏角问题”，即可达集的交集产生不正确的近似。通过确保时序逻辑树没有泄漏角，我们知道时序逻辑树正确验证了满足指定任务的控制策略的存在性。在确认控制策略存在后，我们表明可以利用通过 Hamilton-Jacobi 可达性分析获得的值函数，高效地计算出 CPS 在整个部署时间范围内可以实现的控制输入集合，以保证指定任务的完成。最后，我们使用一个新发布的 Python 工具箱在模拟驾驶任务上评估了所提出的方法。
引用
@article{arxiv.2404.08334,
title = {Guaranteed Completion of Complex Tasks via Temporal Logic Trees and Hamilton-Jacobi Reachability},
author = {Frank J. Jiang and Kaj Munhoz Arfvidsson and Chong He and Mo Chen and Karl H. Johansson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.08334},
year = {2024}
}