基于局部坐标相对感知的多旋翼微型飞行器三维编队非线性模型预测控制
系统与控制
2019-04-09 v1 机器人学
摘要
监视、建造、搜索与救援等复杂任务可受益于多旋翼微型飞行器（MAV）的机动性，以获得鲁棒、协同的系统行为，而编队控制是这些复杂任务的重要组成部分。本工作关注仅使用相对感知信息的多旋翼 MAV 三维编队控制问题。它提出了一种领导者-跟随者架构下的集中式非线性模型预测控制（NMPC）方法。引入并利用了一个真实的多旋翼 MAV 六自由度数学模型用于控制律。问题的表述基于 NMPC 和相对于机器人局部坐标系的相对感知框架。这类表述使得编队不依赖于全局或公共参考系的完整知识，也不依赖于昂贵的全局定位传感器。考虑到这一新颖表述，提出了基于实时迭代（RTI）的最优控制问题（OCP）求解方法。设计了一个广泛的场景来测试和验证该策略。结果评估表明，在模型不确定性和局部传感器噪声下，甚至在编队动力学突然变化的情况下，都能实现并维持令人满意的鲁棒性能。
引用
@article{arxiv.1904.03742,
title = {Nonlinear Model Predictive Control for 3D Formation of Multirotor Micro Aerial Vehicles with Relative Sensing in Local Coordinates},
author = {I. Kagan Erunsal and Rodrigo Ventura and Alcherio Martinoli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.03742},
year = {2019}
}
备注
8 pages, 10 figures, IROS'2019 (submitted)