Dual Quaternion Control of UAVs with Cable-suspended Load

要約

デュアル四元数を使用した、吊り荷を伴うロボット システムの運動学とダイナミクスのモデル化は、これまで検討されていませんでした。
この論文では、スリング荷重の持ち上げと追跡問題に焦点を当て、ケーブルで吊り下げられた荷重を持つ UAV 用のデュアル クォータニオンを使用した新しい革新的な制御戦略を紹介します。
デュアル四元数の数学的効率とコンパクト性を利用することで、UAV とその吊り荷のダイナミクスと運動学の統一表現が達成され、荷の持ち上げと軌道追跡の実現が容易になります。
シミュレーション結果により、提案された戦略の精度、効率、および堅牢性がテストされました。
この研究は、貨物 UAV のデュアル クォータニオンの利点を活用するこの新しい制御戦略を提示するのに大きく貢献します。
私たちの研究は、デュアル四元数を使用した過少作動システム制御における将来の革新をもたらす可能性も秘めています。

要約(オリジナル)

Modeling the kinematics and dynamics of robotics systems with suspended loads using dual quaternions has not been explored so far. This paper introduces a new innovative control strategy using dual quaternions for UAVs with cable-suspended loads, focusing on the sling load lifting and tracking problems. By utilizing the mathematical efficiency and compactness of dual quaternions, a unified representation of the UAV and its suspended load’s dynamics and kinematics is achieved, facilitating the realization of load lifting and trajectory tracking. The simulation results have tested the proposed strategy’s accuracy, efficiency, and robustness. This study makes a substantial contribution to present this novel control strategy that harnesses the benefits of dual quaternions for cargo UAVs. Our work also holds promise for inspiring future innovations in under-actuated systems control using dual quaternions.

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