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基于增量非线性动态逆的飞行机器人光流控制:一种高效数据驱动方法

机器人学 2023-07-07 v1

摘要

本文提出一种用于微型飞行器(MAVs)光流控制的新方法。由于光流观测量的非线性,该任务具有挑战性。我们提出的增量非线性动态逆(INDI)控制方案结合了一种高效数据驱动方法来处理该非线性。它直接在实时中估计时变控制效能的逆,消除了常数假设的需要,并避免了传统INDI中的高计算量。该方法有效处理了光流控制中常见的快速变化系统动力学,尤其是与高度相关的变化。我们在数值仿真与真实飞行测试中展示了该控制方案的鲁棒性与高效性:MAV以不同跟踪设定点在静态平面上的多次着陆、在移动与起伏表面上的悬停与着陆。尽管存在噪声光流估计及着陆面的横向与垂直运动等挑战,MAV仍能成功跟踪或着陆于表面,高度与垂直速度几乎同时以指数衰减,符合预期。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.02702,
  title  = {Incremental Nonlinear Dynamic Inversion based Optical Flow Control for Flying Robots: An Efficient Data-driven Approach},
  author = {Hann Woei Ho and Ye Zhou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.02702},
  year   = {2023}
}