基于概率验证的安全网络化机器人
机器人学
2024-12-05 v4 形式语言与自动机理论
系统与控制
系统与控制
摘要
自主机器人必须利用丰富的传感数据做出安全的控制决策。为处理这些数据，计算资源受限的机器人通常需要借助远程计算或云端，运行计算密集型的深度神经网络感知或控制模型。然而，这种辅助以网络延迟带来的时间延迟为代价，导致云端使用过去的观测数据来计算当前机器人状态的控制指令。此类通信延迟可能导致违反基本安全属性，例如碰撞避免。本文开发了在具有随机延迟的通信网络上操作时确保机器人安全的方法。为此，我们使用形式化验证工具构建一个“盾牌”（即运行时监视器），在给定预期和最大网络延迟的情况下，为任何延迟的传感观测提供安全动作列表。我们的盾牌具有最小侵入性，使网络化机器人能够以期望的概率满足以时序逻辑规范表达的关键安全约束。我们在真实的F1/10th自动驾驶车辆上演示了我们的方法，该车辆在室内环境中导航，并通过拥塞的WiFi链路传输丰富的LiDAR传感数据。
引用
@article{arxiv.2302.09182,
title = {Safe Networked Robotics with Probabilistic Verification},
author = {Sai Shankar Narasimhan and Sharachchandra Bhat and Sandeep P. Chinchali},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.09182},
year = {2024}
}