論文の概要: Diffusion-Residual Model Predictive Steering Control for Vehicle Stabilization at the Limit of Handling under Model Uncertainty
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.10243v1
- Date: Sat, 11 Jul 2026 10:17:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-14 15:40:48.348735
- Title: Diffusion-Residual Model Predictive Steering Control for Vehicle Stabilization at the Limit of Handling under Model Uncertainty
- Title(参考訳): モデル不確実性を考慮した車両安定化のための拡散残留モデル予測ステアリング制御
- Abstract要約: 安定したMPCは、追跡するヨーレートの基準と、それが強制する安定したハンドリングエンベロープに依存するため、固定または最悪の設定は保守的すぎるか安全でないかのいずれかである。
この不確実性を条件付き拡散残差モデルで学習し、制御則よりも制御器の基準と制約に適用する。
提案した拡散残留型MPC(D-res)は,固定自転車モデルが最小精度のピーク側滑りを低減し,低摩擦作動時の方向安定性を回復する。
- 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: At the limit of handling, a stabilizing MPC depends on the yaw-rate reference it tracks and the stable-handling envelope it enforces, both operating-point-dependent and unknown a priori, so fixed or worst-case settings are either too conservative or unsafe. We learn this uncertainty with a conditional diffusion residual model and apply it to the controller's reference and constraints rather than its control law. Conditioned on the steering command, the model returns the residual's mean and a predictive spread: the mean re-sizes the tracked yaw reference, while the spread, propagated over the prediction horizon, tightens the stable-handling envelope through a one-sided chance back-off. Together these form the proposed diffusion-residual MPC (D-res), so caution is anticipated ahead of the tracking error rather than corrected after it by a high-gain loop. Because only two moments per command are needed, the generator is tabulated offline and the online controller adds a single table lookup to the baseline MPC, with no in-loop diffusion; it runs within the 100 Hz budget on an NVIDIA Jetson AGX Xavier (worst-case 4.08 ms per step). Across a 7-DOF model and high-fidelity CarMaker co-simulation spanning vehicle, tire, road, and maneuver diversity, D-res reduces peak side-slip where the fixed bicycle model is least accurate and restores directional stability on low-friction maneuvers, where the fixed reference over-commands the available grip.
- Abstract(参考訳): 処理の限界において、安定化MPCは、追跡するヨーレート参照と、それが強制する安定したハンドリングエンベロープ(操作ポイント依存と未知のプライオリの両方)に依存しているため、固定または最悪のケース設定は保守的すぎるか安全でないかのいずれかである。
この不確実性を条件付き拡散残差モデルで学習し、制御則よりも制御器の基準と制約に適用する。
平均は追跡されたヨー参照を再サイズし、スプレッドは予測水平線上に伝播し、一方の確率バックオフによって安定処理エンベロープを締め付ける。
これらの組み合わせにより拡散残留MPC(D-res)が提案されるので、高利得ループによって修正されるのではなく、追従誤差よりも先に注意が必要である。
コマンド毎の2つの瞬間しか必要としないため、ジェネレータはオフラインでタブ化され、オンラインコントローラはベースラインのMPCに単一のテーブルルックアップを追加し、ループ内での拡散は行わず、NVIDIA Jetson AGX Xavier(ステップあたり4.08ms)上で100Hzの予算内で実行される。
7-DOFモデルと高忠実度カーメーカーコミュレートされた車両、タイヤ、道路、および操縦の多様性にまたがって、D-resは固定自転車モデルが最も正確でないピークサイドスリップを減らし、固定基準が利用可能なグリップをオーバーコマンドする低摩擦操作における方向安定性を回復する。
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