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 LTL tasks 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性,然而,对涉及时间逻辑的正规语言的研究仍在调查之中。此外,许多现有结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,而且由于环境是令人望而生畏的,因而环境会变得令人望而却步,从而导致可能相互冲突的任务,而事先指定的LTL任务无法完全满足时,这些问题在考虑时间要求时就变得更加困难。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,以便能够减轻任务。 采用标准时间间隔逻辑(MITL)的规格处理时间限制。通过建立宽松的时空产品自动图,将在线运动规划战略与重新启用地平线控制器相结合,以产生政策,在降低优先次序的顺序上实现多重目标,从而导致挑战。正式保证对硬性安全限制的满足;2)这类问题在考虑时间上大多是完成软性的任务;和3)尽可能地收集时间变化的奖励。一个新结构是考虑违反时间和不可行案例的任务。

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