基于混合物理交互控制的飞行机械臂边飞边检测

对结构特性（表面刚度与恢复系数）的检测对于在未知环境中理解和执行飞行操作至关重要，而这些环境的状态事先几乎或完全未知。边飞边检测是人类在操作中推断状态的奇特能力，减少了将检测与操作分开进行的必要性。本文提出了一种基于混合物理交互控制的飞行机械臂边飞边检测方法的基础设施。利用所提方法，可在物理交互过程中估计结构特性（表面刚度与恢复系数）。提出了一种三阶段混合物理交互控制范式，以稳健地接近、接触表面并施加所需的力特征。这是通过将混合力/运动控制器与基于模型的前馈冲击控制作为中间阶段相结合来实现的。所提控制器确保了从自由运动控制到受限力控制的平稳过渡，同时减少了与力控制阶段相关的滞后。底层的操作空间动态配置管理器支持复杂的冗余载具/机械臂组合。实验在能源部排气竖井的模拟装置中进行，以展示边飞边检测方法在确定目标表面结构特性方面的有效性，以及混合物理交互控制器在减少力控制阶段滞后方面的性能。