要約
本稿では、複雑で動的な環境における自律システムの安全性と頑健性を高めるために設計された、アービトレーショングラフフレームワークの拡張を紹介する。アービトレーショングラフの柔軟性と拡張性に基づき、提案手法は意思決定プロセスに検証ステップと構造化フォールバックレイヤーを組み込む。これにより、検証された安全なコマンドのみが実行されることが保証されるとともに、予期せぬ障害やバグが発生した場合の潔い劣化が可能になる。本アプローチはパックマンシミュレーションを用いて実証され、さらに自律走行の文脈で検証され、事故リスクの大幅な低減とシステム全体の安全性の向上が示された。アービトレーショングラフのボトムアップ設計により、新しい動作コンポーネントを段階的に統合することができる。本研究で提示された拡張は、実験的あるいは未成熟な挙動コンポーネントの統合を可能にすると同時に、挙動が安全とみなされる条件を明確かつ正確に定義することで、システムの安全性を維持する。提案手法は、すぐに使えるヘッダのみのC++ライブラリとして実装されており、MITライセンスの下で公開されている。パックマンのデモとともに、github.com/KIT-MRT/arbitration_graphsで公開されています。
要約(オリジナル)
This paper introduces an extension to the arbitration graph framework designed to enhance the safety and robustness of autonomous systems in complex, dynamic environments. Building on the flexibility and scalability of arbitration graphs, the proposed method incorporates a verification step and structured fallback layers in the decision-making process. This ensures that only verified and safe commands are executed while enabling graceful degradation in the presence of unexpected faults or bugs. The approach is demonstrated using a Pac-Man simulation and further validated in the context of autonomous driving, where it shows significant reductions in accident risk and improvements in overall system safety. The bottom-up design of arbitration graphs allows for an incremental integration of new behavior components. The extension presented in this work enables the integration of experimental or immature behavior components while maintaining system safety by clearly and precisely defining the conditions under which behaviors are considered safe. The proposed method is implemented as a ready to use header-only C++ library, published under the MIT License. Together with the Pac-Man demo, it is available at github.com/KIT-MRT/arbitration_graphs.
arxiv情報
| 著者 | Piotr Spieker,Nick Le Large,Martin Lauer |
| 発行日 | 2025-02-04 06:58:12+00:00 |
| arxivサイト | arxiv_id(pdf) |