自动驾驶车辆学习型控制的运行时安全保证
机器人学
2021-09-29 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
为采用基于机器学习的控制器的自动驾驶车辆(AV)系统提供安全保证仍是一个挑战性问题。在这项工作中，我们提出Simplex-Drive，一个能够为AV的机器学习使能控制器实现运行时安全保证的框架。所提出的Simplex-Drive由一个未经验证的基于深度强化学习(DRL)的高级控制器(AC)（在复杂场景中达到期望性能）、一个基于速度障碍(VO)的具有可证明安全保证的基线安全控制器(BC)，以及一个验证过的模式管理单元组成，该单元监控运行状态并基于安全相关条件在AC与BC间切换控制权限。我们提供了Simplex-Drive的形式化正确性证明，并在密集交通场景中进行了变道案例研究。仿真实验结果表明，即使DRL策略可能导致偏离安全状态，Simplex-Drive总能确保操作安全而不牺牲控制性能。
引用
@article{arxiv.2109.13446,
title = {Runtime Safety Assurance for Learning-enabled Control of Autonomous Driving Vehicles},
author = {Shengduo Chen and Yaowei Sun and Dachuan Li and Qiang Wang and Qi Hao and Joseph Sifakis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.13446},
year = {2021}
}