基于功率的飞行器物理交互李雅普诺夫指数安全层
机器人学
2022-05-26 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
随着自主系统性能的提升，安全问题日益凸显，尤其是在非结构化环境中运行时。为应对这些问题，本工作提出了一种面向机械系统的安全层，用于检测并响应由外部扰动引起的不稳定动力学。该安全层独立实现于已有的标称控制器（如位姿或 wrench 跟踪控制器）之上，并在系统响应将导致不稳定时限制功率流动。该方法基于计算系统误差动力学的最大李雅普诺夫指数（LLE），其表示动力学发散或收敛速率的度量。通过主动计算该指标，可及时检测出发散且可能危险的系统行为。随后将 LLE 与控制障碍函数（CBFs）结合，对加加速度受控系统施加功率限制约束。所提出的架构在全向微型飞行器（OMAV）上进行了实验验证，涵盖自由飞行与交互任务。
引用
@article{arxiv.2205.12562,
title = {Power-based Safety Layer for Aerial Vehicles in Physical Interaction using Lyapunov Exponents},
author = {Eugenio Cuniato and Nicholas Lawrance and Marco Tognon and Roland Siegwart},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.12562},
year = {2022}
}