带被动轮的地空双模车辆基于模型的规划与控制

地和空中双模车辆因其跨域机动性而受到广泛关注。然而，它们的双模动力学显著增加了运动规划和控制的复杂性，从而阻碍了在未知环境中稳健高效的自主导航。为了解决这个问题，我们为地空双模车辆开发了一个基于模型的规划与控制框架。这项工作首先推导了统一的动力学模型及其相应的微分平坦性。利用微分平坦性，提出了一种基于优化的轨迹规划器，同时考虑了解的质量和计算效率。此外，我们基于提出的统一动力学模型设计了一个使用非线性模型预测控制的跟踪控制器，以实现精确的轨迹跟踪和平滑的模式转换。我们通过广泛的基准比较和实验验证了我们的框架，证明了其在规划质量和控制性能方面的有效性。