基于钩爪的四旋翼自主抓取与运输
机器人学
2024-03-27 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
利用四旋翼进行载荷抓取与运输是一个活跃的研究领域，在过去十年中迅速发展。为实现无人工交互的载荷抓取，多数最先进方法采用附着于四旋翼机体的机械臂。然而，由于此类空中机械臂重量大、功耗高，其敏捷性与飞行时间受限。本文提出一种运动控制与规划方法，用于由轻质被动操纵结构实现的运输，该结构由一个通过 1 自由度旋转关节连接于四旋翼的钩爪组成。为执行载荷抓取、运输与释放，首先通过特定航点设计时间最优参考轨迹，以确保任务快速可靠执行。随后，基于鲁棒几何控制器（用于精确可靠的参考跟踪）与线性二次型载荷调节器（用于载荷摆动的快速设定点稳定）开发了两阶段运动控制方法。此外，从数学上证明了闭环系统的稳定性，以对其操作提供安全保证。所提控制架构与设计在高保真物理仿真器及真实飞行实验中，使用自制四旋翼-钩爪操纵平台进行了评估。
引用
@article{arxiv.2304.02444,
title = {Autonomous Hook-Based Grasping and Transportation with Quadcopters},
author = {Péter Antal and Tamás Péni and Roland Tóth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.02444},
year = {2024}
}