Collision-free Source Seeking Control Methods for Unicycle Robots

要約

この研究では、未知の雑然とした環境を移動する一輪車ロボットのための、衝突のない発生源探索制御フレームワークを提案します。
このフレームワークでは、障害物回避は二次計画法に組み込まれたコントロール バリア関数 (CBF) によって誘導され、発生源探索制御は発生源の信号強度を測定するオンボード センサーの使用のみに依存します。
混合相対次数に取り組み、非ホロノミック一輪車モデルの望ましくない位置オフセットを回避するために、最近の勾配上昇源探索制御則と直接統合できる制御バリア関数 (CBF) の新しい構築を提案します。
アプローチの厳密な分析を紹介します。
提案されたアプローチの有効性は、モンテカルロ シミュレーションと、Gazebo/ROS の移動障害物を含む現実的な動的環境を使用して評価されます。

要約(オリジナル)

In this work, we propose a collision-free source-seeking control framework for a unicycle robot traversing an unknown cluttered environment. In this framework, obstacle avoidance is guided by the control barrier functions (CBF) embedded in quadratic programming, and the source-seeking control relies solely on the use of onboard sensors that measure the signal strength of the source. To tackle the mixed relative degree and avoid the undesired position offset for the nonholonomic unicycle model, we propose a novel construction of a control barrier function (CBF) that can directly be integrated with our recent gradient-ascent source-seeking control law. We present a rigorous analysis of the approach. The efficacy of the proposed approach is evaluated via Monte-Carlo simulations, as well as, using a realistic dynamic environment with moving obstacles in Gazebo/ROS.

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