仿射系统安全可控域的构造及其在机器人学中的应用
系统与控制
2016-10-06 v1 机器人学
最优化与控制
摘要
本文研究仿射系统块内可控（IBC）区域的构造问题。即，我们关注在仿射系统的状态空间中构造这样的区域：通过施加一致有界的输入，区域内所有状态均可经由该区域内部相互可达。我们首先表明，现有的用于检查给定多面体区域块内可控性的结果，不能轻易扩展到解决 IBC 区域的构造问题。然后，我们探索该问题的几何性质，以提供一个计算高效的算法来构造 IBC 区域。我们还证明了该算法的正确性。接着，我们使用所提出的算法为不同的机器人系统构造安全速度曲线，这些系统包括全驱动机器人、建模为带加速度限制的单轮车的地面机器人，以及无人飞行器（UAV）。最后，我们展示了在 UAV 上的若干实验结果，以验证所提出算法的有效性。例如，我们使用所提出的算法实现 UAV 的实时碰撞避免。
引用
@article{arxiv.1610.01243,
title = {On the Construction of Safe Controllable Regions for Affine Systems with Applications to Robotics},
author = {Mohamed K. Helwa and Angela P. Schoellig},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.01243},
year = {2016}
}
备注
17 pages, 18 figures, under review for publication in Automatica