Automated Layout Design and Control of Robust Cooperative Grasped-Load Aerial Transportation Systems

要約

私たちは、最適制御理論と階層制御戦略を使用して、ドローンのチームによる協力的な航空輸送への新しいアプローチを提案します。
ドローンは剛性のアタッチメントを介してペイロードに接続されており、本質的にシステム全体がドローンの取り付け位置に「推力モジュール」を備えたより大きな飛行物体に変換されると想定しています。
私たちは、結果として得られるシステムが外乱に対して堅牢であるように、ペイロードの周りの推力モジュールの最適な配置を調査します。
堅牢性の尺度として $\mathcal{H}_2$ ノルムを選択し、オブジェクトの周囲の車両の最適なレイアウトを計算するための反復最適化ルーチンを提案します。
4 台のドローンを使用してアプローチを実験的に検証し、2 つの異なるレイアウト (最適なレイアウトと準最適なレイアウト) によって達成される外乱除去性能を比較し、結果が予測と一致することを観察しました。

要約(オリジナル)

We present a novel approach to cooperative aerial transportation through a team of drones, using optimal control theory and a hierarchical control strategy. We assume the drones are connected to the payload through rigid attachments, essentially transforming the whole system into a larger flying object with ‘thrust modules’ at the attachment locations of the drones. We investigate the optimal arrangement of the thrust modules around the payload, so that the resulting system is robust to disturbances. We choose the $\mathcal{H}_2$ norm as a measure of robustness, and propose an iterative optimization routine to compute the optimal layout of the vehicles around the object. We experimentally validate our approach using four drones and comparing the disturbance rejection performances achieved by two different layouts (the optimal one and a sub-optimal one), and observe that the results match our predictions.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google