使用容忍屏障态的安全嵌入微分动态规划的改进探索
机器人学
2024-03-13 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
在本文中，我们引入容忍离散屏障态（T-DBaS），一种用于轨迹优化、具有增强探索能力的安全嵌入新技术。所提方法推广了标准离散屏障态（DBaS）方法，在优化过程中容许临时约束违反，同时仍近似其安全保证。因此，所提方法消除了DBaS的安全标称轨迹假设，同时增强了其逃离局部极小值的探索有效性。为将T-DBaS应用于安全关键自主机器人，我们将其与微分动态规划（DDP）结合，得到所提安全轨迹优化方法T-DBaS-DDP，其继承了求解器的收敛性和可扩展性。T-DBaS算法的有效性在差速驱动机器人和四旋翼仿真中得到验证。此外，我们与经典DBaS-DDP以及增广拉格朗日DDP（AL-DDP）进行了广泛的数值比较，展示了所提方法的竞争优势。最后，通过在Georgia Tech Robotarium平台上的硬件实验验证了所提方法的适用性。
引用
@article{arxiv.2303.03360,
title = {Improved Exploration for Safety-Embedded Differential Dynamic Programming Using Tolerant Barrier States},
author = {Joshua E. Kuperman and Hassan Almubarak and Augustinos D. Saravanos and Evangelos A. Theodorou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.03360},
year = {2024}
}