面向时变系统的快速且安全保证的轨迹规划与跟踪

在未知和变化的环境中部署自主系统时，其运动规划与控制算法必须计算高效，能够在线实时重新应用，同时在存在扰动的情况下提供理论上的安全保证。当考虑现实世界环境中出现的时变动力学和扰动时，满足这些目标变得更具挑战性。我们开发了有潜力解决这些问题的方法，通过在一个物理系统上应用离线计算的安全保证控制器，来跟踪一个虚拟系统，该虚拟系统沿着在线重新规划的轨迹演化，并考虑了在线更新的约束。我们提出的第一种方法是为有限时域上的一般时变系统设计的。我们的第二种方法克服了周期系统的有限时域限制。我们在一个受波浪扰动影响的自主水下航行器案例研究上对我们的算法进行了仿真。