Safe decentralized navigation in heterogeneous robot teams is challenging because robots with different dynamics and control limits cannot satisfy identical collision-avoidance obligations equally well. Existing methods often rely on model-specific safety formulations or allocate avoidance responsibility without considering whether the assigned control is physically realizable, possibly leading to safety-constrained QP infeasibility and safety violations. We propose Capability-Aware Heterogeneous Control Barrier Functions (CA-HCBF), a decentralized framework for consistent safety enforcement and capability-aware responsibility allocation. We derive a unified operational-space second-order control-affine formulation for holonomic and nonholonomic mobile robots through canonical transformation and backstepping, addressing the relative-degree mismatch while preserving forward invariance of the pairwise safe set. Second, we quantify each robot's achievable control authority along the safety-critical direction using a support-function-based capability metric and use it to distribute pairwise avoidance responsibility. A feasibility-aware clipping mechanism further mitigates physically unrealizable responsibility assignments. Simulations with up to 30 heterogeneous robots and hardware experiments demonstrate high task completion with low safety violations and reduction in local QP infeasibility.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

基于代理式人工智能提升海军航空兵战备水平
专知会员服务
12+阅读 · 7月13日
《基于图神经网络与强化学习的自主空战决策研究》
专知会员服务
33+阅读 · 2025年5月15日
《用于空战机动的分层多智能体强化学习》
专知会员服务
71+阅读 · 2023年10月5日
无人预警机系统架构及关键技术分析
专知
14+阅读 · 2022年8月6日
航空制造知识图谱构建研究综述
专知
38+阅读 · 2022年4月26日
前沿:水下机器人及其导航系统
科学出版社
12+阅读 · 2019年6月22日
【智能制造】美欧航天制造智能化发展分析
产业智能官
12+阅读 · 2019年6月6日
【无人机】无人机的自主与智能控制
产业智能官
54+阅读 · 2017年11月27日
无人机飞行控制方法概述
无人机
13+阅读 · 2017年10月7日
国家自然科学基金
1+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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
19+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
VIP会员
最新内容
《面向国防领域的大语言模型基准测试与适配》
专知会员服务
16+阅读 · 10月28日
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
18+阅读 · 10月24日
相关VIP内容
基于代理式人工智能提升海军航空兵战备水平
专知会员服务
12+阅读 · 7月13日
《基于图神经网络与强化学习的自主空战决策研究》
专知会员服务
33+阅读 · 2025年5月15日
《用于空战机动的分层多智能体强化学习》
专知会员服务
71+阅读 · 2023年10月5日
相关基金
国家自然科学基金
1+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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
19+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员