Hamilton-Jacobi (HJ) reachability analysis is a powerful tool for analyzing the safety of autonomous systems. However, the provided safety assurances are often predicated on the assumption that once deployed, the system or its environment does not evolve. Online, however, an autonomous system might experience changes in system dynamics, control authority, external disturbances, and/or the surrounding environment, requiring updated safety assurances. Rather than restarting the safety analysis from scratch, which can be time-consuming and often intractable to perform online, we propose to compute \textit{parameter-conditioned} reachable sets. Assuming expected system and environment changes can be parameterized, we treat these parameters as virtual states in the system and leverage recent advances in high-dimensional reachability analysis to solve the corresponding reachability problem offline. This results in a family of reachable sets that is parameterized by the environment and system factors. Online, as these factors change, the system can simply query the corresponding safety function from this family to ensure system safety, enabling a real-time update of the safety assurances. Through various simulation studies, we demonstrate the capability of our approach in maintaining system safety despite the system and environment evolution.


翻译:汉密尔顿-雅可比(HJ)可达性分析是分析自主系统安全性的一种强大工具。然而,所提供的安全性保证通常基于一个假设,即系统或环境在部署后不会发生变化。但在在线运行中,自主系统可能经历动力学特性、控制权限、外部扰动和/或周围环境的变化,从而需要更新安全性保证。为避免从头重启安全性分析(此类分析耗时且通常难以在线执行),我们提出计算**参数条件化**可达集。假设预期的系统与环境变化可参数化,我们将这些参数视为虚拟状态引入系统,并借助高维可达性分析的最新进展,离线求解对应的可达性问题。由此生成一组由环境与系统因素参数化的可达集。在线运行时,当这些因素发生变化时,系统可直接从该族中查询对应的安全函数以确保系统安全,实现安全性保证的实时更新。通过多项仿真研究,我们验证了该方法在系统与环境演化过程中维持系统安全的能力。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
失去控制的指挥:人工智能时代的任务式指挥
专知会员服务
2+阅读 · 9月11日
美国的新国家安全科技战略思考
专知会员服务
1+阅读 · 9月11日
综述 | 面向大模型智能体的图结构个性化记忆
专知会员服务
6+阅读 · 9月10日
人工智能与未来空战管理
专知会员服务
6+阅读 · 9月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员