Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cs > arXiv:2507.11920v1

帮助 | 高级搜索

计算机科学 > 机器人技术

arXiv:2507.11920v1 (cs)
[提交于 2025年7月16日 ]

标题: 基于混合共形预测的风险感知模型预测规划在密集不确定环境中的应用

标题: Hybrid Conformal Prediction-based Risk-Aware Model Predictive Planning in Dense, Uncertain Environments

Authors:Jeongyong Yang, KwangBin Lee, SooJean Han
摘要: 在密集且不确定的环境中进行实时路径规划仍然是一个具有挑战性的问题,因为预测众多动态障碍物的未来运动在计算上负担沉重且不现实。 为了解决这个问题,我们引入了基于预测的风险感知路径规划框架HyPRAP,该框架使用模型的混合组合来预测局部障碍物的运动。 HyPRAP使用一种新颖的基于预测的碰撞风险指数(P-CRI)来评估每个障碍物带来的风险,从而根据智能体是否优先考虑高预测准确性或低计算预测开销来选择性地使用预测器。 这种选择性路由使智能体能够专注于高风险障碍物,同时忽略或简化低风险障碍物,使其适用于障碍物数量众多的环境。 此外,HyPRAP通过混合共形预测来量化不确定性,通过不同模型的多个预测同时获得置信区间。 理论分析表明,HyPRAP通过利用预测模型的多样性,有效平衡了安全性和计算效率。 大量仿真验证了这些见解在更一般情况下的有效性,证实与单一预测器方法相比,HyPRAP表现更好,P-CRI在风险评估方面优于简单的邻近度方法。
摘要: Real-time path planning in dense, uncertain environments remains a challenging problem, as predicting the future motions of numerous dynamic obstacles is computationally burdensome and unrealistic. To address this, we introduce Hybrid Prediction-based Risk-Aware Planning (HyPRAP), a prediction-based risk-aware path-planning framework which uses a hybrid combination of models to predict local obstacle movement. HyPRAP uses a novel Prediction-based Collision Risk Index (P-CRI) to evaluate the risk posed by each obstacle, enabling the selective use of predictors based on whether the agent prioritizes high predictive accuracy or low computational prediction overhead. This selective routing enables the agent to focus on high-risk obstacles while ignoring or simplifying low-risk ones, making it suitable for environments with a large number of obstacles. Moreover, HyPRAP incorporates uncertainty quantification through hybrid conformal prediction by deriving confidence bounds simultaneously achieved by multiple predictions across different models. Theoretical analysis demonstrates that HyPRAP effectively balances safety and computational efficiency by leveraging the diversity of prediction models. Extensive simulations validate these insights for more general settings, confirming that HyPRAP performs better compared to single predictor methods, and P-CRI performs better over naive proximity-based risk assessment.
主题: 机器人技术 (cs.RO) ; 系统与控制 (eess.SY)
引用方式: arXiv:2507.11920 [cs.RO]
  (或者 arXiv:2507.11920v1 [cs.RO] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.11920
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI(待注册)

提交历史

来自: Jeongyong Yang [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2025 年 7 月 16 日 05:31:38 UTC (660 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
cs.RO
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
cs
cs.SY
eess
eess.SY

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号