多重控制障碍函数：在多转向 tractor-trailer 系统反应式避障中的应用
系统与控制
2022-09-13 v1 系统与控制
摘要
控制障碍函数（CBFs）近期引入了一种通过集合不变性保证系统安全性的系统化方法。它与标称控制方法一起建立了安全关键控制机制。由此产生的安全约束可作为硬约束在二次规划（QP）优化中强制执行，从而基于安全输入集合修正标称控制律。在本工作中，我们引入了一种多重 CBF 方案，其以较高相对度强制执行若干安全约束。该控制结构在许多需要同时满足若干安全准则的具挑战性机器人应用中至关重要。为说明所提方法的能力，我们处理了针对一类 tractor-trailer 系统的反应式避障问题。安全性是自主 tractor-trailer 系统设计中的基本问题之一。由于机动性差导致的响应迟缓，使这些系统的反应式避障十分困难。我们基于多重 CBF 方案为多转向 tractor-trailer 系统开发了控制结构，以在存在多个障碍物时确保牵引车与挂车均无碰撞机动。模型预测控制被选为标称跟踪控制器，所提控制策略在若干具挑战性场景中进行了测试。
引用
@article{arxiv.2209.05156,
title = {Multiple Control Barrier Functions: An Application to Reactive Obstacle Avoidance for a Multi-steering Tractor-trailer System},
author = {Mohammad Aali and Jun Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.05156},
year = {2022}
}
备注
8 pages