四旋翼在倾斜表面上的鲁棒主动视觉栖息
机器人学
2023-02-02 v4
摘要
自主微型飞行器被部署用于包括监视与监测在内的多种任务。栖息与凝视使飞行器无需飞行即可监视目标，节省电池电量并延长整体任务时间，而无需频繁更换电池。本文研究主动视觉栖息（AVP）控制问题，以实现在最大 的倾斜表面上自主栖息。我们的方法生成动态可行的轨迹以导航并栖息于期望目标位置，同时考虑执行器与视场（FoV）约束。通过在中途飞行中重规划，我们利用更精确的目标定位，提高栖息机动对目标定位或控制误差的鲁棒性。我们利用 Karush-Kuhn-Tucker (KKT) 条件来识别规划目标与视觉感知约束在规划机动过程中的兼容性。此外，我们通过实验确定了在栖息机动过程中最大化目标时空可见性的相应边界条件。所提方法在板上实时运行，具有显著的计算约束，仅依赖相机与惯性测量单元（IMU）。实验结果验证了所提方法，并显示出相对于一次性规划方法更高的成功率以及提升的目标拦截精度与准确率，同时仍保留攻击性能力，其飞行包线包括在最大 90 倾斜表面上的大范围偏离悬停位置、最高 750~deg/s 的角速度以及最高 10~m/s 的加速度。
引用
@article{arxiv.2204.02458,
title = {Robust Active Visual Perching with Quadrotors on Inclined Surfaces},
author = {Jeffrey Mao and Stephen Nogar and Christopher Kroninger and Giuseppe Loianno},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.02458},
year = {2023}
}