使用复合控制屏障函数实现四旋翼安全导航

本文引入了一种安全滤波器，以确保多旋翼空中机器人的碰撞避免。所提出的形式化方法利用一个单一的复合控制屏障函数，该函数源于作用于机器人动力学三阶非线性表示的所有位置约束。我们分析了在复合约束下安全滤波器的递归可行性，并证明了不可行集是可忽略的。所提出的方法允许针对数千个约束进行可计算扩展，从而能够处理具有众多障碍物的复杂场景。我们通过实验证明了其能力，即搭载机载激光雷达的四旋翼飞行器在室内和室外杂乱环境中，面对幼稚和对抗性的标称策略时，均能保证安全。