摘要
城市空中交通路径规划必须考虑那些无法提供协作监视信息的物体，但这些物体的运动和规避响应因类别而异，单一的外推轨迹不足以指导每一次路径决策。我们提出PRISM，将替代性未来及其不确定性引入路径规划。利用当前传感器航迹，PRISM预测三条15秒的轨迹分支，附带概率和随时间变化的位置不确定性。预测位置用于筛选候选路径中的潜在碰撞，而由预测分布导出的时序风险场则对剩余路径进行排序。这使不同的可能未来能够共同指导路径选择，而无需将其压缩为单一轨迹。虽然将该方法扩展至三维运动的工作仍在进行中，但本研究在二维水平面仿真中评估了该方法，仿真包含具有不同运动和规避规则的飞机、鸟类和漂浮物，其中包括训练集中不存在的类别。预测测试、从保存的仿真状态重复生成的未来以及成对闭环回合评估了相对于恒定速度预测的预测质量和规划结果。在分布内（ID）测试中，PRISM的混合均值平均位移误差为72.54米，而恒定速度为122.53米，在未使用基于未来的分支选择的情况下降低了约41%；最接近的三条分支之一实现了62%的降低。在原始预测尺度下，探索性配对比较支持了更少的被筛查严重联合遭遇（最小间距低于45米）和三种设置中五种情形里较大的尾部间距。名义分布外（OOD）的严重遭遇对比在未筛查的情况下存在不确定性，而两种ID对比均保持支持。在初步结果被检验后，名义OOD采样得到了扩展。在152.4米范围内的总遭遇次数与恒定速度相比未显示明显差异。在重新校准控制中，预测覆盖度的改善并未带来一致的规划收益。PRISM将跨越物体类别的多种可能运动纳入统一规划接口，而无需预先获知目标的类别或意图。其贡献在于使这些替代性及其不确定性可用于路径选择而不改变规划器结构，并通过闭环间距以及轨迹精度评估其价值。
