Motion planning of an autonomous system with high-level specifications has wide applications. However, research of formal languages involving timed temporal logic is still under investigation. Furthermore, many existing results rely on a key assumption that user-specified tasks are feasible in the given environment. Challenges arise when the operating environment is dynamic and unknown since the environment can be found prohibitive, leading to potentially conflicting tasks where pre-specified timed missions cannot be fully satisfied. Such issues become even more challenging when considering timed requirements. To address these challenges, this work proposes a control framework that considers hard constraints to enforce safety requirements and soft constraints to enable task relaxation. The metric interval temporal logic (MITL) specifications are employed to deal with time constraints. By constructing a relaxed timed product automaton, an online motion planning strategy is synthesized with a receding horizon controller to generate policies, achieving multiple objectives in decreasing order of priority 1) formally guarantee the satisfaction of hard safety constraints; 2) mostly fulfill soft timed tasks; and 3) collect time-varying rewards as much as possible. Another novelty of the relaxed structure is to consider violations of both time and tasks for infeasible cases. Simulation results are provided to validate the proposed approach.


翻译:对具有高规格的自主系统进行规划具有广泛的应用,然而,对涉及时间逻辑的正规语文的研究仍在调查之中。此外,许多现有成果都依赖于一种关键假设,即用户指定的任务在特定环境中是可行的。当操作环境是动态的和未知的,因为环境可被认为令人望而却步,从而导致在事先指定的定时任务不能完全满足时空任务时,这类问题就更加具有挑战性。在考虑定时要求时,这些问题就更加具有挑战性。为了应对这些挑战,这项工作提出了一个控制框架,其中考虑到执行安全要求的困难限制和软性限制,以便减轻任务。采用时间间隔标准时间逻辑(MITL)来应对时间限制。通过建立宽松的时空产品自动模型,将在线行动规划战略与重新消减地平线控制器相结合,以产生政策,从而在降低优先事项的顺序上实现多重目标,从而导致挑战。1)正式保证对硬性安全限制的满意度;2)大多数是完成软的定时空任务;3)尽可能地收集时间变化的奖励。放松结构的另一个新颖之处是考虑违反时间和不可行案例的任务。模拟结果是为了验证拟议方法。

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