論文の概要: The Geometry of Time: Horizon-Independent Feasibility and Repair for STL
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.00199v1
- Date: Sat, 19 Sep 2026 01:46:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-05 14:48:16.395256
- Title: The Geometry of Time: Horizon-Independent Feasibility and Repair for STL
- Title(参考訳): 時間幾何学:水平非依存性とSTL修復
- Abstract要約: 本稿では,時間的水平長とは無関係に物理的実現性を評価する幾何学的決定手法を提案する。
解析的には、時空間窓を連続空間境界にマッピングするために、バッハ=ベルンシュタイン整定時間積分を逆転する。
その後、解析的にシステムのダイナミック展開を逆転させ、この最大の幾何学的ギャップを正確な閉形式時間遅延にマッピングする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.6955239674086426
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Signal Temporal Logic control synthesis frequently encounters physical infeasibility due to actuator limits or flawed task deadlines. Standard optimization methods model time by discretizing the horizon, which leads to exponential computational growth and prevents the extraction of continuous temporal adjustments. This paper presents a geometric decision procedure that evaluates physical feasibility completely independently of the temporal horizon length. The method operates by transforming explicit temporal logic constraints into continuous spatial backward reachable sets evaluated at time zero. It analytically inverts the Bhat-Bernstein settling-time integral to map temporal windows into continuous spatial boundaries, reducing the feasibility check to a local matrix and vector inclusion evaluation. When a specification is infeasible, the procedure extracts a Farkas dual certificate to isolate conflicting constraints and identifies the maximum geometric spatial gap. It then analytically inverts the system's dynamic expansion to map this largest geometric gap into an exact, closed-form temporal delay, precisely fixing the boundary deficit to restore physical realizability. We formally prove the strict soundness, mathematically bounded completeness, and horizon-independent scalability of this procedure. Experimental evaluations on six-dimensional drone kinematics demonstrate sub-millisecond execution times, massive speedups over state-of-the-art optimization encodings, and computational immunity to deeply nested logical formulas.
- Abstract(参考訳): 信号時相論理制御合成は、アクチュエータの制限や欠陥のあるタスクの期限によって、しばしば物理的不実現性に遭遇する。
標準最適化法は、地平線を離散化することにより時間モデルをモデル化し、指数関数的な計算的成長をもたらし、連続的な時間的調整の抽出を防止する。
本稿では,時間的水平長とは無関係に物理的実現性を評価する幾何学的決定手法を提案する。
この方法は、明示的な時間的論理的制約を時間ゼロで評価された連続的な空間的後方到達可能な集合に変換することで機能する。
Bhat-Bernstein整合時間積分を解析的に逆転し、時間窓を連続的な空間境界にマッピングし、局所行列への実現可能性チェックとベクトル包含評価を減少させる。
仕様が実現不可能な場合、この手順はFarkasデュアル証明書を抽出し、矛盾する制約を分離し、最大幾何学的空間ギャップを識別する。
その後、解析的にシステムのダイナミック展開を逆転させ、この最大の幾何学的ギャップを正確に閉形式の時間遅延にマッピングし、境界欠陥を正確に固定して物理的実現性を取り戻す。
我々は、この手順の厳密な音性、数学的に有界な完全性、地平線に依存しないスケーラビリティを正式に証明する。
6次元ドローンキネマティクスの実験的評価では、ミリ秒以下の実行時間、最先端の最適化符号化の大幅な高速化、深いネストされた論理式に対する計算免疫が示されている。
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