最优控制障碍函数：在控制约束下最大化动作空间

本文解决了控制障碍函数（CBFs）的约束兼容性问题，当安全关键的CBF要求系统施加超出其能力的控制力时，会出现该问题。这不可避免地导致安全违规，使系统进入不安全（且可能危险）的轨迹。我们通过构建一个最大化一阶和二阶约束的可行动作空间的控制障碍函数来解决约束兼容性问题，并证明最优CBF编码了一个动力学运动基元。此外，我们表明该动力学运动基元包含系统时变分量的未来轨迹的隐式模型。我们在仿真中验证了我们的最优CBF，并将其行为与线性CBF进行了比较。