四旋翼飞行器穿越窗户的制导：一种仅基于方位角的方法
机器人学
2024-10-21 v1
摘要
本文重点研究开发一种仅基于方位角测量的三维窗户穿越制导方法，用于四旋翼无人飞行器(UAV)。四旋翼飞行器的期望飞行路径和航向角被提出为窗户四个顶点方位角信息的函数。这些角度制导输入包含一个方位角平分线项和一个椭圆整形角项，后者引导四旋翼飞行器朝向窗户的质心。对所得运动学的详细稳定性分析表明，所有四旋翼飞行器的轨迹都沿着垂直于窗户平面的方向到达窗户质心。与现有穿越方法的定性比较展示了所提出的制导方法在信息性质、生成制导指令的计算以及重新规划穿越路径的灵活性方面的优越性。考虑六自由度四旋翼飞行器模型的逼真仿真和蒙特卡洛研究验证了所提出的制导解决方案的有效性、准确性和鲁棒性。使用室内运动捕捉系统进行了代表性的飞行验证试验。
引用
@article{arxiv.2410.14367,
title = {Quadrotor Guidance for Window Traversal: A Bearings-Only Approach},
author = {Midhun E K and Ashwini Ratnoo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.14367},
year = {2024}
}