Synergistic Perception and Control Simplex for Verifiable Safe Vertical Landing

要約

認識、計画、制御は、高度な航空モビリティにおける自律性の重要な要素を形成します。
この取り組みは、これらのコンポーネントの総合的な統合を進め、完全なサイバー物理システムのパフォーマンスと堅牢性を強化します。
当社は、障害物検出障害の中で検証可能な衝突回避システムである Perception Simplex を、自律型エアモビリティビークルの垂直着陸操作に適応させます。
私たちは、制御能力の静的な仮定を動的な確認、つまりシステムの制御限界のリアルタイムの確認に置き換えることによってこのシステムを改良し、過度に悲観的な仮定に依存することなく、安全操作とオーバーライドの信頼できる履行を保証します。
制御システムの機能と制限を定義するパラメータ (最大減速度など) はシステム内で継続的に追跡され、安全性が重要な決定を下すために使用されます。
私たちはこれらの技術を適用して、雑然とした潜在的に安全ではない環境で動作する自律型航空機用の検証可能な衝突回避ソリューションを提案します。

要約(オリジナル)

Perception, Planning, and Control form the essential components of autonomy in advanced air mobility. This work advances the holistic integration of these components to enhance the performance and robustness of the complete cyber-physical system. We adapt Perception Simplex, a system for verifiable collision avoidance amidst obstacle detection faults, to the vertical landing maneuver for autonomous air mobility vehicles. We improve upon this system by replacing static assumptions of control capabilities with dynamic confirmation, i.e., real-time confirmation of control limitations of the system, ensuring reliable fulfillment of safety maneuvers and overrides, without dependence on overly pessimistic assumptions. Parameters defining control system capabilities and limitations, e.g., maximum deceleration, are continuously tracked within the system and used to make safety-critical decisions. We apply these techniques to propose a verifiable collision avoidance solution for autonomous aerial mobility vehicles operating in cluttered and potentially unsafe environments.

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