基于速度障碍的非完整车辆在动态环境中的安全关键控制

本文研究具有一阶非完整约束、保持非零前进速度的车辆在动态环境中的避碰问题。我们利用控制障碍函数（CBFs）的概念综合优先保障安全性的控制输入，其中安全性准则源自速度障碍原理。现有基于 CBFs 的避碰实现（例如基于保持最小距离）可能产生使车辆停止甚至倒退的控制输入。所提公式有效分离了速度控制与转向，使车辆在不妥协安全的前提下保持前进运动。这有利于确保车辆朝期望目的地行进，且对于船舶与固定翼无人机等特定车辆而言也是一项基本要求。本文给出理论安全性保证，数值仿真证明了该策略在含运动障碍物环境中的有效性。