論文の概要: FastBridge: Closing the Model-Based Realization Gap in Safety Filters on 3D Gaussian Splatting for Fast Quadrotor Flight
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.01200v1
- Date: Wed, 01 Jul 2026 17:33:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-02 19:56:08.008418
- Title: FastBridge: Closing the Model-Based Realization Gap in Safety Filters on 3D Gaussian Splatting for Fast Quadrotor Flight
- Title（参考訳）: FastBridge: 高速クアドロター飛行のための3次元ガウススプレイティングによる安全フィルタのモデルベース実現ギャップの閉鎖
- Abstract要約: 現在の3DGS安全フィルタはアクチュエータの制限を無視し、命令付加速を瞬時に実現すると仮定する。
フルクアロータ・ダイナミックスによって強制される非線形アクチュエータ対応安全フィルタを導入する。
最先端の3DGS安全フィルタと比較して、我々の手法は軌道ジャークを47%削減し、2.25倍高速に動作させる。
- 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: Fast quadrotor flight requires safe obstacle avoidance under tight onboard compute limits. While 3D Gaussian Splatting (3DGS) provides a continuous, geometry-aware scene representation for perception-driven navigation, existing 3DGS safety filters use reduced-order models such as single- and double-integrators that ignore actuator limits and assume commanded accelerations are realized instantaneously. Building on an analytic collision cone barrier for 3DGS, we introduce a nonlinear, actuator-aware safety filter enforced through the full quadrotor dynamics. We derive a high-relative-degree collision cone exponential CBF and a backup CBF that preserves QP feasibility under input constraints using a forward-simulated backup policy. Compared with a state-of-the-art 3DGS safety filter, our approach reduces trajectory jerk by 47% and runs 2.25 times faster. We validate the method in simulation and on hardware for real-time navigation in cluttered, perception-derived environments.
- Abstract（参考訳）: 高速四極子飛行には、厳密な計算限界下での安全な障害物回避が必要である。
3D Gaussian Splatting (3DGS)は知覚駆動ナビゲーションのための連続的な幾何学的シーン表現を提供するが、既存の3DGSセーフティフィルタでは、アクチュエータの制限を無視して命令付加速度を瞬時に実現するシングルインテグレータやダブルインテグレータのような低次モデルを使用している。
3DGSのための解析的衝突円錐障壁の上に構築し、全四重項力学によって強制される非線形アクチュエータ対応安全フィルタを導入する。
我々は, 前方シミュレーション型バックアップポリシを用いて, 入力制約下でQPの実現可能性を維持する, 高相対性衝突円錐指数CBFとバックアップCBFを導出する。
最先端の3DGS安全フィルタと比較して、我々の手法は軌道ジャークを47%削減し、2.25倍高速に動作させる。
本手法のシミュレーションおよびハードウェア上での認識環境におけるリアルタイムナビゲーションの検証を行った。
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