Safe Autonomy with Control Barrier Functions: Theory and Applications
V tejto knihe je predstavená koncepcia riadiacej bariérovej funkcie (CBF), ktorá zachytáva vývoj bezpečnostných požiadaviek počas vykonávania systému a môže sa použiť na vynútenie bezpečnosti. Bezpečnosť je formalizovaná pomocou nového moderného prístupu založeného na CBF a uvádza sa mnoho ilustračných príkladov z autonómneho riadenia, riadenia dopravy a riadenia robotov.
Bezpečnosť je pre autonómne systémy kľúčová, pretože majú fungovať s minimálnym alebo žiadnym ľudským dohľadom a jediné zlyhanie by mohlo mať katastrofálne následky. Autori diskutujú o tom, ako možno zaručiť bezpečnosť prostredníctvom teoretických aj aplikačných hľadísk. Predložená metóda je výpočtovo efektívna a dá sa ľahko implementovať v systémoch reálneho času, ktoré vyžadujú vysokofrekvenčné reaktívne riadenie.
Okrem toho sa prístup CBF dokáže ľahko vysporiadať s nelineárnymi modelmi a komplexnými obmedzeniami používanými v širokom spektre aplikácií vrátane autonómneho riadenia, robotiky a riadenia dopravy. S rozmachom autonómnych systémov, ako sú samojazdiace autá, mobilné roboty a letecké dopravné prostriedky bez posádky, zohráva bezpečnosť kľúčovú úlohu pri zabezpečovaní ich širokého rozšírenia.
V tejto knihe sa uvažuje o integrácii bezpečnostných záruk do prevádzky takýchto systémov vrátane typických bezpečnostných požiadaviek, ktoré zahŕňajú predchádzanie kolíziám, technologické obmedzenia systému a obmedzenia vykonávania v reálnom čase. Adaptívne prístupy k bezpečnosti sú navrhnuté aj pre časovo premenlivé hranice vykonávania a zašumenú dynamiku.
