Collaborative Object Manipulation on the Water Surface by a UAV-USV Team Using Tethers

要約

このホワイトペーパーでは、無人航空機（UAV）とTethersによってオブジェクトに接続された無人の表面車両（USV）のコラボレーションを通じて、水面上のオブジェクト操作のための革新的な方法論を紹介します。
UAV、USV、およびテザーフローティングオブジェクトを組み合わせたロボットシステムの新しい数学モデルを提案します。
新しいモデル予測制御（MPC）フレームワークは、このモデルを使用して、この共同ロボットシステムの正確な制御とガイダンスを実現するために設計されています。
Extensive simulations in the realistic robotic simulator Gazebo demonstrate the system’s readiness for real-world deployment, highlighting its versatility and effectiveness.
Our multi-robot system overcomes the state-of-the-art single-robot approach, exhibiting smaller control errors during the tracking of the floating object’s reference.
さらに、マルチロボットシステムは、シングルロボットアプローチと比較して、外乱からの回復時間の短縮を示しています。

要約(オリジナル)

This paper introduces an innovative methodology for object manipulation on the surface of water through the collaboration of an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) and an Unmanned Surface Vehicle (USV) connected to the object by tethers. We propose a novel mathematical model of a robotic system that combines the UAV, USV, and the tethered floating object. A novel Model Predictive Control (MPC) framework is designed for using this model to achieve precise control and guidance for this collaborative robotic system. Extensive simulations in the realistic robotic simulator Gazebo demonstrate the system’s readiness for real-world deployment, highlighting its versatility and effectiveness. Our multi-robot system overcomes the state-of-the-art single-robot approach, exhibiting smaller control errors during the tracking of the floating object’s reference. Additionally, our multi-robot system demonstrates a shorter recovery time from a disturbance compared to the single-robot approach.

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