論文の概要: Real-Time Spatiotemporal Tubes for Dynamic Unsafe Sets
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.06151v1
- Date: Fri, 05 Dec 2025 21:00:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:40.15986
- Title: Real-Time Spatiotemporal Tubes for Dynamic Unsafe Sets
- Title（参考訳）: 動的不安全集合に対する実時間時空間管
- Abstract要約: 未知のダイナミクスを持つ非線形純粋定常系のリアルタイム制御フレームワークを提案する。
障害物回避とオンタイム・コンプリートに関する正式な保証を提供する。
このフレームワークは、モバイルロボットと航空機のシミュレーションとハードウェア実験によって実証される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7222301668137483
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This paper presents a real-time control framework for nonlinear pure-feedback systems with unknown dynamics to satisfy reach-avoid-stay tasks within a prescribed time in dynamic environments. To achieve this, we introduce a real-time spatiotemporal tube (STT) framework. An STT is defined as a time-varying ball in the state space whose center and radius adapt online using only real-time sensory input. A closed-form, approximation-free control law is then derived to constrain the system output within the STT, ensuring safety and task satisfaction. We provide formal guarantees for obstacle avoidance and on-time task completion. The effectiveness and scalability of the framework are demonstrated through simulations and hardware experiments on a mobile robot and an aerial vehicle, navigating in cluttered dynamic environments.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,動的環境におけるリーチ・アビド・ステイタスクを所定時間内に満たすために,未知のダイナミクスを持つ非線形純粋フィードバックシステムのためのリアルタイム制御フレームワークを提案する。
これを実現するために,リアルタイム時空間管(STT)フレームワークを提案する。
STTは、リアルタイム感覚入力のみを使用して、中心と半径がオンラインで適応する状態空間における時間変化球として定義される。
次に、STT内のシステム出力を制約し、安全性とタスク満足度を確保するために、クローズド形式の近似不要制御法が導出される。
障害物回避とタスク完了の正式な保証を提供する。
このフレームワークの有効性と拡張性は,移動ロボットと航空機のシミュレーションおよびハードウェア実験により実証され,散らばった動的環境を走行する。
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