टकराव शंकुओं से परे: गतिशील अवरोध से बचाव के लिए गैर-होलोनोमिक रोबोटों के लिए गतिशील पैराबोलिक नियंत्रण अवरोध कार्य

नियंत्रण अवरोध कार्य (CBFs) स्वायत्त प्रणालियों की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण हैं, लेकिन उन्हें अव्यवस्थित, गतिशील वातावरण में गैर-होलोनोमिक रोबोटों पर लागू करना एक खुली चुनौती बनी हुई है। अत्याधुनिक विधियाँ अक्सर टकराव-शंकु या वेग-अवरोध प्रतिबंधों पर निर्भर करती हैं, जो कि केवल सापेक्ष वेग के कोण पर विचार करके स्वाभाविक रूप से संवेदनशील होती हैं और CBF-आधारित द्विघात कार्यक्रम को अमुमान विफल कर सकती हैं, विशेष रूप से घनी स्थितियों में। इस समस्या का समाधान करने के लिए, हम एक गतिशील पैराबोलिक नियंत्रण अवरोध कार्य (DPCBF) का प्रस्ताव करते हैं जो एक पैराबोलिक सीमा का उपयोग करके सुरक्षित सेट को परिभाषित करता है। पैरबोला का вершिस्थान और वक्रता गतिशील रूप से अवरोध की दूरी और सापेक्ष वेग की परिमाण के आधार पर ढलते हैं, जिससे एक कम सख्त सुरक्षा प्रतिबंध उत्पन्न होता है। हम साबित करते हैं कि प्रस्तावित DPCBF एक काइनेटिक साइकिल मॉडल के लिए मान्य है जो इनपुट प्रतिबंधों के अधीन है। व्यापक तुलनात्मक सिमुलेशन से यह स्पष्ट होता है कि हमारा DPCBF-आधारित नियंत्रक पूर्ववत विधियों की तुलना में नेविगेशन सफलता दर और QP संभाव्यता को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है। हमारा दृष्टिकोण घनी स्थितियों में 100 गतिशील अवरोधों के साथ सफलतापूर्वक नेविगेट करता है, ऐसे परिस्थितियों में जहां टकराव शंकु-आधारित विधियाँ अव्यावहारिकता के कारण विफल हो जाती हैं।