摘要
无障碍路径本身并不足以满足依赖可视性的移动机器人任务：移动障碍物可能遮挡相机与目标之间的视线，导致即使机器人物理上仍然安全，检查任务或视觉伺服也可能失败。因此，在工业4.0环境中维持与目标的视觉接触非常重要，然而保持可视性的机动可能同时与导航推进和避障产生冲突。本研究提出了具有控制障碍函数滤波与避遮挡局部重规划的可见性感知安全与目标意识框架（VISTA-CBF+ELR）。该架构结合了可见性风险规划、目标方位控制、ELR监督器以及CBF二次规划，后者在保持碰撞约束为硬约束的同时，通过松弛量放宽视场与遮挡要求。反效果干预通过持续性、收益–成本与可行性门限、推进保护、有界驻留、恢复机制及冷却期加以限制。在锁定工厂仿真中，重新设计的VISTA在理想感知与标称感知条件下的严格目标成功率分别为67%和73%，而Visibility-CEM-2D分别为87%和86%，但净空余量更低。在匹配的Gazebo实验中，严格成功率重新设计的VISTA为19/30，无ELR时为26/30，Nav2 Smac+MPPI为16/30；零净空碰撞分别为8/30、3/30和14/30，经多重性校正后差异不显著。单独的CEM压力测试保持了6.875 Hz的优化频率，在100 ms时限内错过了26.31%的截止时间，并在31.35%的周期上持续了控制指令。结果证明ELR病理问题得到修复，并在一定条件下降低了可见性风险，同时也揭示了安全性与可见性之间的权衡、迁移限制以及实时性约束。
