策略库 CBF：通过并行滚动实现有限时域运行时安全
机器人学
2026-05-19 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
非结构化环境中的安全关键自主性在面对不断变化的约束条件时，对在线安全认证提出了重大挑战。我们提出了策略库控制屏障函数 (PL-CBF)，这是一种运行时安全滤波器，通过并行执行多个后备策略的有限时域滚动，选择最不侵入性的安全模式，并通过求解二次规划程序最小化地修改名义策略以实现安全。我们基于闭环行为上的有限时域语言度量提供了理论分析，刻画了策略库覆盖需求以实现有限时域安全认证。使用真实的非线性车辆模型（8 状态）进行高速公路驾驶（面临突发摩擦变化）以及 3D 四旋翼无人机在拥挤动态环境中的导航（12 状态）的仿真结果表明，与单策略安全滤波器相比，PL-CBF 在提高安全覆盖率方面表现更佳，同时仍保持毫秒级的运行时性能。
引用
@article{arxiv.2605.16588,
title = {Policy Library CBF: Finite-Horizon Safety at Runtime via Parallel Rollouts},
author = {Taekyung Kim and Hideki Okamoto and Bardh Hoxha and Georgios Fainekos and Dimitra Panagou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.16588},
year = {2026}
}
备注
Project page: https://www.taekyung.me/plcbf