LiDARエラー下における連続コマンド・フュージョンによる堅牢なグローバル−ローカル行動アービトレーション

要旨: モジュール型の自律運転システムは、認識が不完全であり、かつ厳格なリアルタイム制約の下で、グローバルな進行目標と、局所的な安全に駆動される反応を調整しなければなりません。本論文では、変更なしで解釈可能な2つのコントローラの出力を連続的に融合する、ROS2ネイティブの調停（アービトレーション）モジュールを提示します。グローバル参照追従コントローラはPure Pursuitに基づき、反応型のLiDARベースGap Followコントローラを用います。各制御ステップにおいて、両コントローラはAckermannコマンドを提案し、PPOで訓練されたポリシーが、コンパクトな特徴観測から連続的なゲートを予測して、単一の融合された操舵・駆動コマンドを生成します。さらに、実用的な安全チェックで拡張しています。同一のROSトピック入力と制御レートのもとで比較するために、軽量なサンプリングベースの予測ベースラインを実装します。ロバスト性は、LiDARノイズ、遅延、ドロップアウトを注入するROS2のインペアメント（劣化）プロトコルを用いて評価し、加えて前方コーンにおける短距離の誤検出外れ値もスイープします。繰り返し可能な近接追い抜きのシナリオでは、センシングのストレスが増加するにつれて、ステップごとのエンドツーエンド・コントローラ実行時間とともに、安全な成功率および失敗率を報告します。本研究は、計画レベルでの相互作用推論の代替ではなく、モジュール化されたROS2環境におけるコマンドレベルのロバスト性評価を意図しています。