要約
航空機ロボットのチームによる協調輸送の実現は、積載量に対する柔軟性や故障に対する堅牢性から注目を集めています。
本稿では、複数のシングルロータロボットを用いた協調搬送タスクにおいて、ロボットの数とペイロードの形状を柔軟に制御できる分散型コントローラを提案します。
当社のコントローラーは、質量と質量中心の変動やロボットの故障に対して堅牢です。
さらに、ダイナミクスエラーに対する漸近的な安定性が保証されます。
さらに、コントローラーは異種の単一ローター ロボットをサポートします。
これにより、仕様や劣化が異なるロボットを効率的に協調搬送に活用することが可能となる。
特にロボットの再利用にはこの性能が有効です。
前述の性能を達成するために、コントローラは、システムを厳密に正の実数にするフィードバック コントローラと、オブジェクトを目標に漸近させる非線形コントローラの 2 つのコントローラからなる並列構造で構成されます。
まず、2つの形状に対して8台と10台のロボットによる協調搬送を数値シミュレーションにより確認します。
続いて、3種類のロボットからなるロボットチームを用いて、ロボットの故障や重心変動下でも長方形の積載物（重さ約3kg、最大長さ1.6m）を協調搬送することを実証します。
要約(オリジナル)
Achieving cooperative transportation by teams of aerial robots has been attracting attention owing to its flexibility with respect to payloads and robustness against failures. In this paper, we propose a flexible decentralized controller for the number of robots and the shapes of payloads in a cooperative transport task using multiple single-rotor robots. Our controller is robust to mass and center of mass fluctuations and robot failures. Moreover, asymptotic stability against dynamics errors is guaranteed. Additionally, the controller supports heterogeneous single-rotor robots. Thus, robots with different specifications and deterioration can be effectively utilized for cooperative transportation. In particular, this performance is effective for robot reuse. To achieve the aforementioned performance, the controller consists of a parallel structure comprising two controllers: a feedback controller, which renders the system strictly positive real, and nonlinear controller, which renders the object asymptotic to the target. First, we confirm cooperative transportation using 8 and 10 robots for two shapes via numerical simulation. Subsequently, the cooperative transportation of a rectangle payload (with a weight of approximately 3 kg and maximum length of 1.6 m) is demonstrated using a robot team consisting of three types of robots, even under robot failure and center of mass fluctuation.
arxiv情報
| 著者 | Koshi Oishi,Yasushi Amano,Jimbo Tomohiko |
| 発行日 | 2023-07-03 02:03:29+00:00 |
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