Motion planning for autonomous vehicles often requires satisfying multiple conditionally conflicting specifications. In situations where not all specifications can be met simultaneously, minimum-violation motion planning maintains system operation by minimizing violations of specifications in accordance with their priorities. Signal temporal logic (STL) provides a formal language for rigorously defining these specifications and enables the quantitative evaluation of their violations. However, a total ordering of specifications yields a lexicographic optimization problem, which is typically computationally expensive to solve using standard methods. We address this problem by transforming the multi-objective lexicographic optimization problem into a single-objective scalar optimization problem using non-uniform quantization and bit-shifting. Specifically, we extend a deterministic model predictive path integral (MPPI) solver to efficiently solve optimization problems without quadratic input cost. Additionally, a novel predicate-robustness measure that combines spatial and temporal violations is introduced. Our results show that the proposed method offers an interpretable and scalable solution for lexicographic STL minimum-violation motion planning within a single-objective solver framework.


翻译:自动驾驶车辆的运动规划通常需要满足多个条件性冲突的规范。当所有规范无法同时满足时,最小违规运动规划通过依据优先级最小化规范违规来维持系统运行。信号时序逻辑(STL)提供了形式化语言以严格定义这些规范,并支持对其违规行为进行定量评估。然而,规范的完全有序化会产生词典序优化问题,使用标准方法求解通常计算成本高昂。我们通过非均匀量化与位偏移技术,将多目标词典序优化问题转化为单目标标量优化问题来解决该问题。具体而言,我们扩展了确定性模型预测路径积分(MPPI)求解器,使其能够高效求解不含二次输入成本的优化问题。此外,引入了一种结合时间与空间违规的新型谓词鲁棒性度量。结果表明,所提方法在单目标求解器框架内为词典序STL最小违规运动规划提供了可解释且可扩展的解决方案。

0
下载
关闭预览

相关内容

决策智能中的时间序列预测大模型
专知会员服务
34+阅读 · 1月7日
【综述】交通流量预测,附15页论文下载
专知
23+阅读 · 2020年4月23日
R语言时间序列分析
R语言中文社区
12+阅读 · 2018年11月19日
时序异常检测算法概览
论智
29+阅读 · 2018年8月30日
ETP:精确时序动作定位
极市平台
13+阅读 · 2018年5月25日
R语言之数据分析高级方法「时间序列」
R语言中文社区
17+阅读 · 2018年4月24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
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
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
3+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
决策智能中的时间序列预测大模型
专知会员服务
34+阅读 · 1月7日
相关基金
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
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
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员