基于时变备份控制器的无人机安全飞行
系统与控制
2022-07-13 v1 机器人学
系统与控制
最优化与控制
摘要
小型飞行器的重量、空间与功率限制常阻碍现代控制技术在不显著简化模型下的应用。此外，高速敏捷行为（如无人机竞速中所展现的）使这些简化模型对安全关键控制而言过于不可靠。本工作中，我们引入时变备份控制器（TBCs）的概念：将用户指定机动与备份控制器结合，生成保证非线性系统安全的参考轨迹。与传统备份控制器相比，TBCs 降低了保守性，并可直接应用于多智能体协调以保证安全。理论上，我们给出了 TBCs 严格降低保守性的条件，描述了如何在多个 TBC 间切换，并展示了如何将 TBCs 嵌入多智能体设定。实验上，我们验证了 TBCs 在过滤飞手操作时能安全增加操作自由度，并在两架四旋翼的去中心化安全过滤中展现出鲁棒性与计算效率。
引用
@article{arxiv.2207.05220,
title = {Safe Drone Flight with Time-Varying Backup Controllers},
author = {Andrew Singletary and Aiden Swann and Ivan Dario Jimenez Rodriguez and Aaron D. Ames},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.05220},
year = {2022}
}
备注
Submitted to IROS 2022