杂乱环境中协同安全关键载荷运输的集成决策控制方法
机器人学
2022-02-01 v1
摘要
本文研究了多架无人机在杂乱环境中协同运输重型载荷的问题。载荷被建模为刚体，并假定其跟踪从起点到终点的预计算全局飞行轨迹。由于环境中存在局部动态障碍物，无人机必须确保载荷与这些障碍物之间无碰撞，同时将载荷振荡保持在最小。本文提出一种集成决策控制器（IDC），它将由集中式模型预测控制器给出的最优跟踪控制律与由指数控制障碍函数提供的安全关键约束相集成。整个载荷-无人机系统被一个安全凸包边界包围，IDC 确保无任何障碍物进入该边界。为评估 IDC 性能，给出了数值仿真以及高保真 Gazebo 仿真的结果。进行了消融研究，以分析所提 IDC 针对噪声状态值、相对障碍物安全裕度及载荷质量不确定性等实际不确定性的鲁棒性。结果清晰表明，IDC 在将载荷振荡限制在安全范围内的同时，成功实现了轨迹跟踪与障碍物规避。
引用
@article{arxiv.2201.13033,
title = {Integrated Decision Control Approach for Cooperative Safety-Critical Payload Transport in a Cluttered Environment},
author = {Nishanth Rao and Suresh Sundaram},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.13033},
year = {2022}
}
备注
Submitted to IEEE Transactions on Intelligent Transporation Systems (IEEE T - ITS)