論文の概要: Hybrid System Planning using a Mixed-Integer ADMM Heuristic and Hybrid Zonotopes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.17574v1
• Date: Thu, 19 Feb 2026 17:32:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.581192
• Title: Hybrid System Planning using a Mixed-Integer ADMM Heuristic and Hybrid Zonotopes
• Title（参考訳）: 混合整数ADMMヒューリスティックとハイブリッドゾノトープを用いたハイブリッドシステム計画
• Authors: Joshua A. Robbins, Andrew F. Thompson, Jonah J. Glunt, Herschel C. Pangborn,
• Abstract要約: 本稿では,ハイブリッドゾノトープをペアにしたハイブリッドシステムの動作計画フレームワークを提案する。 マルチプライア(ADMM)混合整数プログラミングの新しい交互方向法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Embedded optimization-based planning for hybrid systems is challenging due to the use of mixed-integer programming, which is computationally intensive and often sensitive to the specific numerical formulation. To address that challenge, this article proposes a framework for motion planning of hybrid systems that pairs hybrid zonotopes - an advanced set representation - with a new alternating direction method of multipliers (ADMM) mixed-integer programming heuristic. A general treatment of piecewise affine (PWA) system reachability analysis using hybrid zonotopes is presented and extended to formulate optimal planning problems. Sets produced using the proposed identities have lower memory complexity and tighter convex relaxations than equivalent sets produced from preexisting techniques. The proposed ADMM heuristic makes efficient use of the hybrid zonotope structure. For planning problems formulated as hybrid zonotopes, the proposed heuristic achieves improved convergence rates as compared to state-of-the-art mixed-integer programming heuristics. The proposed methods for hybrid system planning on embedded hardware are experimentally applied in a combined behavior and motion planning scenario for autonomous driving.
• Abstract（参考訳）: ハイブリッドシステムのための組込み最適化ベースの計画法は、計算集約的であり、特定の数値定式化に敏感な混合整数計画法を用いることにより困難である。 この課題に対処するため,本論文では,ハイブリッド型ゾノトープ(高度な集合表現)と,乗算器(ADMM)混合整数型プログラミングヒューリスティックの新しい交互方向法を組み合わせたハイブリッドシステムの動作計画フレームワークを提案する。 The general treatment of piecewise affine (PWA) system reachability analysis using hybrid zonotopes and extended to formulaing optimal planning problem。 提案したIDを用いて生成された集合は、既存の手法で生成された同等の集合よりもメモリの複雑さと凸緩和がより小さい。 提案したADMMヒューリスティックはハイブリッドゾノトープ構造を効率的に利用する。 ハイブリッドゾノトープとして定式化された計画問題に対して、提案したヒューリスティックは、最先端の混合整数プログラミングヒューリスティックと比較して収束率の向上を達成する。 組込みハードウェア上でのハイブリッドシステム計画法は, 自律運転における動作と動作計画の複合シナリオに実験的に適用される。

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