未知环境中系留无人机编队的基于 LiDAR 的导航
系统与控制
2020-11-17 v2 系统与控制
最优化与控制
摘要
本文研究在未知环境中导航一组互连的系留无人机编队（称为 STEM，即 System of TEthered Multicopters）的问题。系留缆绳从地面站向无人机输送电力，并用作通信链路。存在多个互连无人机提供了足够的自由度以在杂乱区域中导航。编队中的领航无人机必须到达给定的兴趣点，而跟随无人机必须相应移动，避免与障碍物发生干涉。挑战在于环境的不确定性（障碍物的形状和位置未知）、使用 LiDAR（光探测与测距）传感器仅提供每架无人机周围环境的局部信息，以及系留缆绳的存在（其不得与障碍物碰撞，并对无人机移动方式施加额外约束）。为应对这些问题，提出了一种基于数值优化的新型实时规划算法：每架无人机的参考位置通过凸规划以集中方式选定，其中 LiDAR 扫描用于近似自由空间，无人机被移向适当定义的中间目标，以最终到达兴趣点。该方法在系统真实模型的数值仿真中得到了成功验证。
引用
@article{arxiv.2003.12981,
title = {LiDAR-Based Navigation of Tethered Drone Formations in an Unknown Environment},
author = {Michele Bolognini and Lorenzo Fagiano},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.12981},
year = {2020}
}