敏捷地面机器人AGRO的快速应急部署动力学与空中姿态控制
机器人学
2020-07-07 v1
摘要
在本工作中，我们提出一种名为AGRO的四轮独立驱动与转向（4WIDS）机器人，以及一种利用车轮反作用力矩在其腾空时控制其姿态的方法。这是首次有文献记载使用可独立转向车轮既在地面行驶又能在被抛投时实现空中姿态控制。受猫的自正反射启发，开发此能力是为了让应急人员可通过将AGRO抛过围墙和栅栏或投入窗户来快速部署，而无其倒置落地的风险。它也使AGRO能从边缘驶下并确保以四轮着地。我们已演示了AGRO的成功抛投部署。对4WIDS运动学的新参数化与奇异性分析揭示了独立的偏航控制能力，并可同时调节横滚与俯仰控制能力之比。简单的PD控制器可实现横滚、俯仰与偏航的稳定。这些控制器在基于推导的运动动力学方程的仿真中测试，随后在AGRO原型上实现。一项对比受控与不受控下落的实验开展如下：AGRO从0.85 m高度以初始横滚角16度、俯仰角-23度释放。启用控制器后，AGRO可利用车轮反作用扭矩在402毫秒内稳定其姿态。
引用
@article{arxiv.2007.02417,
title = {Dynamics and Aerial Attitude Control for Rapid Emergency Deployment of the Agile Ground Robot AGRO},
author = {Daniel J. Gonzalez and Mark C. Lesak and Andres H. Rodriguez and Joseph A. Cymerman and Christopher M. Korpela},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.02417},
year = {2020}
}
备注
IROS 2020, Final Accepted Version