利用基于距离的测量安全环绕敌对目标
机器人学
2025-01-14 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
机器人系统经常被部署在枯燥、肮脏和危险的任务中，在设计稳定控制器以实现预期目标时，确保其安全至关重要。本文研究了非完整机器人围绕敌对目标的安全环绕问题，目标是保持与目标的期望安全距离。我们的解决方案包括在问题公式中引入一个辅助圆，该圆利用可用的基于距离的测量来帮助机器人围绕目标导航。通过利用障碍李雅普诺夫函数的概念，我们提出了一种新颖的控制律，确保围绕目标的稳定环绕，同时防止机器人进入安全圆。该控制器基于一个依赖于三个圆半径的参数设计，即稳定圆、辅助圆和安全圆。通过确定该设计参数的适当范围，我们严格证明了闭环系统期望平衡点的稳定性。此外，我们分析了机器人在辅助圆内的运动，该运动受所提出控制器中增益参数的影响。给出了仿真和实验结果以说明关键的理论发展。
引用
@article{arxiv.2501.06528,
title = {Safe Circumnavigation of a Hostile Target Using Range-Based Measurements},
author = {Gaurav Singh Bhati and Arukonda Vaishnavi and Anoop Jain},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.06528},
year = {2025}
}