面向协同目标跟踪的飞艇视点驱动编队控制
机器人学
2023-12-21 v3 系统与控制
系统与控制
摘要
为在自然栖息地对动物进行跟踪与运动捕捉（MoCap），由搭载机载相机的安全且静音的空中平台（如飞艇）组成的编队非常适用。在我们先前的工作中，我们推导了最优 MoCap 的编队特性，包括保持观测者相对于目标主体的恒定角分离、距其的阈值距离以及将其保持在相机视野中心。与多旋翼不同，飞艇具有非完整约束并受环境风影响，其朝向与飞行方向也紧密耦合。因此，假设运动方向与朝向独立的多旋翼控制方案并不适用。本文中，我们首先利用飞艇空速与其距目标主体距离之间的周期关系来解决此问题。我们借此推导出满足最优 MoCap 编队特性的解析与数值解。在此基础上，我们开发了基于 MPC 的编队控制器。我们对所提解及其适用边界条件进行了理论分析、大量仿真实验，并以无人飞艇进行了实控方法真实演示。开源代码见 https://tinyurl.com/AsMPCCode，方法视频见 https://tinyurl.com/AsMPCVid 。
引用
@article{arxiv.2209.13040,
title = {Viewpoint-driven Formation Control of Airships for Cooperative Target Tracking},
author = {Eric Price and Michael J. Black and Aamir Ahmad},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.13040},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 9 figures, source code : https://github.com/robot-perception-group/Airship-MPC , video: https://youtu.be/ZcuedRMTK0w , This paper has been submitted and accepted for publication in IEEE RA-L on March 8 2023