不确定性下基于概率安全屏障证书的多机器人碰撞避免

在多机器人系统中，就碰撞避免而言的安全性在不确定性、非确定性和缺乏完备信息的情况下是一个艰巨挑战。本文旨在提出一种同时考虑测量不确定性与运动不确定性的碰撞避免方法。具体而言，我们提出概率安全屏障证书（Probabilistic Safety Barrier Certificates, PrSBC），利用控制屏障函数（Control Barrier Functions）来定义概率安全且具可证明理论保证的容许控制动作空间。通过将机会约束安全集转化为带 PrSBC 的确定性控制约束，该方法通过对现有控制器作最小修改，经由受 PrSBC 约束的二次规划确定一个替代的安全控制器。该方法的关键优势在于，除有限支撑外无需对不确定性形式作任何假设，同时还能提供最坏情况保证。我们通过真实仿真环境中的实验证明了该方法的有效性。