MARS-FTCP：模块化空中机器人系统的鲁棒容错控制与敏捷轨迹规划
机器人学
2025-08-18 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
模块化空中机器人系统（MARS）由多个无人机单元组成，能够自重构以适应各种任务需求和故障条件。然而，现有的容错控制方法在对接与分离过程中表现出显著振荡，影响系统稳定性。为解决这一问题，我们提出了一种新型容错控制重分配方法，可适应任意数量的模块化机器人及其组装构型。该算法根据各单元相对于 MARS 质心的力臂，将 MARS 所需的期望合力与合力矩重新分配给各单元。此外，我们提出了一种适用于任意构型 MARS 的敏捷轨迹规划方法，该方法具有碰撞避免能力和动态可行性。我们的工作代表了首次实现 MARS 容错飞行与碰撞避免的综合方法。我们通过大量仿真验证了该方法，展示了改进的容错能力、增强的轨迹跟踪精度以及在杂乱环境中的更强鲁棒性。本工作的视频和源代码可在 https://github.com/RuiHuangNUS/MARS-FTCP/ 获取。
引用
@article{arxiv.2503.09351,
title = {MARS-FTCP: Robust Fault-Tolerant Control and Agile Trajectory Planning for Modular Aerial Robot Systems},
author = {Rui Huang and Zhenyu Zhang and Siyu Tang and Zhiqian Cai and Lin Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.09351},
year = {2025}
}