面向敏捷四旋翼飞行的时间最优在线重规划

在本文中，我们解决了使用时间最优控制策略飞行四旋翼的问题，这些策略可在环境变化或遭遇未知扰动时在线重规划。该问题具有挑战性，因为考虑完整四旋翼动力学的时间最优轨迹生成计算代价高昂（耗时数分钟甚至数小时）。我们引入一种基于采样的方法，用于高效生成质点模型的时间最优路径。随后这些路径使用考虑完整四旋翼动力学及单旋翼推力限制的模型预测轮廓控制（Model Predictive Contouring Control）方法进行跟踪。我们的组合方法能够实时运行，是首个能够即时适应变化的时间最优方法。我们通过在 racing track 中以每小时超过 60 km/h 的速度飞行四旋翼且闸门移动来展示该方法的适应能力。此外，我们表明我们的在线重规划方法能够应对高达 68 km/h 的风所引起的强扰动。