A CBF-Adaptive Control Architecture for Visual Navigation for UAV in the Presence of Uncertainties

要約

この記事では、モデリングの不確実性が存在する場合でも、水上ロボットの視覚機能のみを使用して位置決めを行う 2 つの水上ロボット間でクワッドローター UAV を安全に移動するための制御ソリューションを提案します。これにより、正確な着陸と視覚的なロックのための安全制約が強制されます。
そして外乱。
コントローラーは、ビジュアル ロッキング コントロール バリア機能 (VCBF) とパラメーター化可能なスイッチング降順 CBF (DCBF) をそれぞれ使用して、ナビゲーションの上昇フェーズと下降フェーズを処理し、外部プランナーの必要性を排除します。
この制御スキームには、位置運動学に作用する CBF フィルターを備えた位置コントローラーに対するバックステッピング アプローチがあり、フィルター処理された仮想速度制御入力が生成されます。この入力は、モデリングの不確実性や外乱を克服するために適応コントローラーによって追跡されます。
実験的検証は、RGB カメラを使用してベースからターゲットまでナビゲートする UAV で実行されます。

要約(オリジナル)

In this article, we propose a control solution for the safe transfer of a quadrotor UAV between two surface robots positioning itself only using the visual features on the surface robots, which enforces safety constraints for precise landing and visual locking, in the presence of modeling uncertainties and external disturbances. The controller handles the ascending and descending phases of the navigation using a visual locking control barrier function (VCBF) and a parametrizable switching descending CBF (DCBF) respectively, eliminating the need for an external planner. The control scheme has a backstepping approach for the position controller with the CBF filter acting on the position kinematics to produce a filtered virtual velocity control input, which is tracked by an adaptive controller to overcome modeling uncertainties and external disturbances. The experimental validation is carried out with a UAV that navigates from the base to the target using an RGB camera.

arxiv情報

著者 Viswa Narayanan Sankaranarayanan,Akshit Saradagi,Sumeet Satpute,George Nikolakopoulos
発行日 2024-02-16 14:47:39+00:00
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