基于扰动鲁棒性等价性的空间机器人在水下环境中的验证
机器人学
2026-03-03 v1
摘要
我们提出一种用于空间机器人验证的实验框架，利用水下环境模拟微重力动力学。虽然中性浮力条件使水下机器人成为极佳的空间机器人验证平台，但仍存在动力学和环境差异需要克服。针对以信令时序逻辑（STL）表达式形式给出的高层空间任务规范，我们通过最大扰动鲁棒性概念来克服这些差异。我们将运动规划问题表述为使原始空间任务和验证任务获得相同的扰动鲁棒性水平。验证平台随后采用与空间任务几乎相同的控制策略执行其任务计划，其中闭环控制器考虑 spacecraft 的动力学。评估我们的验证框架依赖于估计执行期间的扰动并将其与扰动鲁棒性水平进行比较，从而为空间环境操作提供实际证据。我们的评估特征为双重实验设置：一个在近中性浮力条件下运行的水下机器人，用于验证要么实验平面 spacecraft 平台，要么 CubeSat 在高保真空间动力学模拟器中的规划和控制策略。
引用
@article{arxiv.2603.00628,
title = {Validation of Space Robotics in Underwater Environments via Disturbance Robustness Equivalency},
author = {Joris Verhagen and Elias Krantz and Chelsea Sidrane and David Dörner and Nicola De Carli and Pedro Roque and Huina Mao and Gunnar Tibert and Ivan Stenius and Christer Fuglesang and Dimos Dimarogonas and Jana Tumova},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.00628},
year = {2026}
}
备注
8 pages, 5 figures, 1 table