A Signal Temporal Logic Approach for Task-Based Coordination of Multi-Aerial Systems: a Wind Turbine Inspection Case Study

要約

この論文では、風力タービンの検査シナリオに焦点を当て、複数のローターを使用した共同検査ミッションのためのタスクの割り当てと軌道の生成について説明します。
提案されたソリューションは、異種の時間制限や車両の物理的制限に対応しながら、安全で実現可能な軌道を実現します。
最適化問題は、信号時相論理 (STL) 仕様としてエンコードされたミッション目標と時間的要件を満たすように定式化されます。
さらに、予期せぬイベントに対処し、失われた時間を補うために、イベントトリガー型の再プランナーが導入されています。
さらに、ユーザーの好みを反映し、タスクの競合を軽減するために、一般化された堅牢性スコアリング方法が採用されています。
提案されたアプローチの有効性は、MATLAB および Gazebo シミュレーション、およびモックアップ シナリオでのフィールド マルチロボット実験を通じて実証されます。

要約(オリジナル)

The paper addresses task assignment and trajectory generation for collaborative inspection missions using a fleet of multi-rotors, focusing on the wind turbine inspection scenario. The proposed solution enables safe and feasible trajectories while accommodating heterogeneous time-bound constraints and vehicle physical limits. An optimization problem is formulated to meet mission objectives and temporal requirements encoded as Signal Temporal Logic (STL) specifications. Additionally, an event-triggered replanner is introduced to address unforeseen events and compensate for lost time. Furthermore, a generalized robustness scoring method is employed to reflect user preferences and mitigate task conflicts. The effectiveness of the proposed approach is demonstrated through MATLAB and Gazebo simulations, as well as field multi-robot experiments in a mock-up scenario.

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