Multiple Control Barrier Functions: An Application to Reactive Obstacle Avoidance for a Multi-steering Tractor-trailer System
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Notice bibliographique
Résumé
Control barrier functions (CBFs) recently introduced a systematic way to guarantee the system’s safety through set invariance. Together with a nominal control method, it establishes a safety-critical control mechanism. The resulting safety constraints can be enforced as hard constraints in quadratic programming (QP) optimization, which rectifies the nominal control law based on the set of safe inputs. In this work, we introduce a multiple CBFs scheme which enforces several safety constraints with high relative degrees. This control structure is essential in many challenging robotic applications that need to meet several safety criteria simultaneously. In order to illustrate the capabilities of the proposed method, we have addressed the problem of reactive obstacle avoidance for a class of tractor-trailer systems. Safety is one of the fundamental issues in autonomous tractor-trailer systems design. The lack of fast response due to poor maneuverability makes reactive obstacle avoidance difficult for these systems. We develop a control structure based on a multiple CBFs scheme for a multi-steering tractor-trailer system to ensure a collision-free maneuver for both the tractor and trailer in the presence of several obstacles. Model predictive control is selected as the nominal tracking controller, and the proposed control strategy is tested in several challenging scenarios.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle