基于控制障碍函数的无人机触觉遥操作
机器人学
2020-01-27 v1
摘要
本文提出了一种触觉遥操作的新方法。具体而言，我们利用控制障碍函数（CBFs）生成力反馈，以帮助人类操作员安全驾驶四旋翼无人机。CBFs将控制信号作为输入，输出一个尽可能接近初始控制信号且满足指定安全约束的控制信号。在所提方法中，我们基于人类操作员发出的指令与CBF返回的安全指令之间的差异来生成触觉力反馈。这样，若用户发出不安全控制指令，触觉反馈将帮助用户导向与其当前指令最接近的安全输入指令。我们开展了一项被试内用户研究，其中12名参与者在虚拟走廊环境中驾驶模拟无人机。参与者分别使用我们提出的基于CBF的触觉反馈、无触觉反馈以及通过参数化风险场（文献中描述的一种最先进方法）生成的触觉反馈完成任务。研究结果表明，基于CBF的触觉反馈能够提升人类操作员安全驾驶无人机的能力并降低操作员的感知工作负荷，且不牺牲任务效率。
引用
@article{arxiv.1911.03418,
title = {Haptic Teleoperation of UAVs through Control Barrier Functions},
author = {Dawei Zhang and Guang Yang and Rebecca P. Khurshid},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.03418},
year = {2020}
}