PRREACH：基于可达性的无人机控制概率风险评估
系统与控制
2025-09-08 v1 机器人学
系统与控制
摘要
我们提出了一种为无人机设计风险有界控制器的新方法。现有的无人机运行风险评估框架依赖于已知在不同原因下发生事件的先验条件概率。用于计算这些概率的数据有限，使得这些框架在现实世界中的实施变得困难。此外，现有框架不包含用于风险缓解的控制方法。我们的方法依赖于无人机动力学，并采用可达性分析对所有可行的无人机轨迹进行概率风险评估。我们利用这种整体风险评估来构建一个控制优化问题，以最小的改动将无人机现有的控制律限制在可接受的风险阈值内。我们将我们的方法称为 PRReach。公开且易于获取的无人机动力学模型和用于映射危险结果的开源空间数据，使得 PRReach 能够在离线预飞行和在线飞行中的风险评估与缓解中得到实际应用。我们通过在真实数据上的仿真实验评估了 PRReach。结果表明，与经典控制器相比，PRReach 控制器在离线状态下将风险降低了 24%，在在线状态下降低了 53%。
引用
@article{arxiv.2509.04451,
title = {PRREACH: Probabilistic Risk Assessment Using Reachability for UAV Control},
author = {Nicole Fronda and Hariharan Narayanan and Sadia Afrin Ananna and Steven Weber and Houssam Abbas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.04451},
year = {2025}
}
备注
Accepted to IEEE International Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC) 2025