IMU受损微型飞行器的飞行恢复
机器人学
2019-07-19 v2
摘要
微型飞行器（MAV）依靠机载姿态与位置传感器实现自主飞行。由于其尺寸、重量与功耗（SWaP）限制，大多数现代MAV使用微型惯性测量单元（IMU）提供姿态反馈，这对飞行稳定与控制至关重要。然而，近期的对抗攻击研究表明，许多常用IMU易受利用其物理特性的攻击。传统的基于冗余的方法对此类攻击无效，因为冗余IMU具有相同或相似的物理漏洞。在本文中，我们提出一种针对IMU受损场景的新型容错方案，利用独立的位姿与航向信息恢复失效的姿态状态。所提方法并非增加更多IMU替代方案用于恢复，而是旨在最小化对现有系统与控制程序的改动。因此，它特别适用于具有严格SWaP限制同时又需要高性能和安全性需求的飞行器。为正确执行恢复逻辑，我们设计了一个鲁棒估计器，用于故障传感器的细粒度检测与隔离。所提方法的有效性通过四旋翼MAV的仿真与实验飞行测试得到验证。
引用
@article{arxiv.1812.00063,
title = {Flight Recovery of MAVs with Compromised IMU},
author = {Zhan Tu and Fan Fei and Matthew Eagon and Dongyan Xu and Xinyan Deng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.00063},
year = {2019}
}
备注
Removed trivial experiments from v1. Accepted by IROS 2019