多无人机编队在目标跟踪应用中的有界距离控制:安全性与编队保持
机器人学
2023-01-10 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
在多智能体系统中,安全性的概念在许多新兴协作多机器人应用中具有重要意义。本文中,我们通过定义编队中有界无人机间距离来呈现一种多无人机协作目标跟踪应用,以确保安全操作。在此过程中,我们解决了多目标控制框架中特定目标优先于其他目标的问题。我们提出一种基于障碍李雅普诺夫函数的分布式控制律来强制距离边界,并使用运动学模型评估其李雅普诺夫稳定性。理论分析得到数值结果的支持,其中考虑了测量噪声与移动目标。我们考虑了目标的直线与圆周运动,并给出了常用于多智能体多目标问题的基于二次李雅普诺夫函数控制的结果。两种控制方法的比较阐明了我们所提安全控制在约束编队中智能体间距离上的优势。基于 ROS 仿真的总结性评估展示了所提控制对一对多旋翼的实际适用性,这些多旋翼在跟踪移动目标时视觉估计并将相互间距维持在指定边界内。
引用
@article{arxiv.2112.03012,
title = {Bounded Distance-control for Multi-UAV Formation Safety and Preservation in Target-tracking Applications},
author = {Aditya Hegde and Jasmine Jerry Aloor and Debasish Ghose},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.03012},
year = {2023}
}
备注
Published in the Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering. 2022. Paper is 11 pages, 10 figures