MorphEUS：可变形全向无人系统
机器人学
2025-05-27 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
全向空中车辆（OMAVs）已为使用无人机进行检查、导航和操作应用开辟了广泛的可能性。本文介绍了MorphEUS，这是一种可变形共轴四旋翼机，可高效独立控制位置和姿态。它采用每根旋翼臂的配对舵机机械结构，能够将推力矢量指向任意方向。与现有OMAVs相比，我们在更小的机身积压下实现了更高且更均匀的力/力矩可达性，并最小化了推力抵消。该系统的过约束特性还导致对旋翼或舵机故障的韧性。这种四旋翼机的能力特别适合进行基于接触的基础设施检查和复杂几何体的近距离成像。在随附的控制管道中，我们提出了关于完全可控性、几乎处处指数稳定性和推力-能量最优性的理论结果。我们在高保真仿真中评估了设计和控制器，展示了该车辆在各种任务中的轨迹跟踪能力。补充细节和实验视频可在项目网页上获取。
引用
@article{arxiv.2505.18270,
title = {MorphEUS: Morphable Omnidirectional Unmanned System},
author = {Ivan Bao and José C. Díaz Peón González Pacheco and Atharva Navsalkar and Andrew Scheffer and Sashreek Shankar and Andrew Zhao and Hongyu Zhou and Vasileios Tzoumas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.18270},
year = {2025}
}