Una Estrategia de Control de Formación de Iniciativa Mixta para Múltiples Quadrotors
Autores: Karras, George C.; Bechlioulis, Charalampos P.; Fourlas, George K.; Kyriakopoulos, Kostas J.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Una Estrategia de Control de Formación de Iniciativa Mixta para Múltiples Quadrotors
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Control de movimiento
Vehículos aéreos cuatrirrotor
Especificaciones de formación
Comandos de planificación de movimiento
Estrategia de control descentralizado
Operador humano
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, presentamos una estrategia de control de movimiento de iniciativa mixta para múltiples vehículos aéreos quadrotor. El enfoque propuesto incorpora especificaciones de formación y comandos de planificación de movimiento, así como entradas de un operador humano. Más específicamente, consideramos un sistema robótico aéreo líder-seguidor, que alcanza de manera autónoma una formación geométrica específica, regulando las distancias entre agentes vecinos mientras evita colisiones entre robots. La formación deseada se realiza mediante una estrategia de control de rendimiento prescrito descentralizada, lo que resulta en una implementación de baja complejidad computacional con robustez garantizada y establecimiento preciso de la formación. El sistema multi-robot es guiado de manera segura hacia configuraciones objetivo, empleando una función de navegación adecuadamente definida que proporciona comandos de movimiento apropiados al vehículo líder, que es el único que tiene conocimiento del espacio de trabajo y de las configuraciones objetivo. Además, el marco general incorpora comandos humanos que dictan el movimiento del líder a través de una interfaz de teleoperación. El sistema de control de iniciativa mixta resultante tiene propiedades de estabilidad y convergencia garantizadas analíticamente. Se llevó a cabo un estudio de simulación realista, considerando un equipo de cinco quadrotors operando en un entorno desordenado, para demostrar el rendimiento de la estrategia propuesta.
Descripción
En este artículo, presentamos una estrategia de control de movimiento de iniciativa mixta para múltiples vehículos aéreos quadrotor. El enfoque propuesto incorpora especificaciones de formación y comandos de planificación de movimiento, así como entradas de un operador humano. Más específicamente, consideramos un sistema robótico aéreo líder-seguidor, que alcanza de manera autónoma una formación geométrica específica, regulando las distancias entre agentes vecinos mientras evita colisiones entre robots. La formación deseada se realiza mediante una estrategia de control de rendimiento prescrito descentralizada, lo que resulta en una implementación de baja complejidad computacional con robustez garantizada y establecimiento preciso de la formación. El sistema multi-robot es guiado de manera segura hacia configuraciones objetivo, empleando una función de navegación adecuadamente definida que proporciona comandos de movimiento apropiados al vehículo líder, que es el único que tiene conocimiento del espacio de trabajo y de las configuraciones objetivo. Además, el marco general incorpora comandos humanos que dictan el movimiento del líder a través de una interfaz de teleoperación. El sistema de control de iniciativa mixta resultante tiene propiedades de estabilidad y convergencia garantizadas analíticamente. Se llevó a cabo un estudio de simulación realista, considerando un equipo de cinco quadrotors operando en un entorno desordenado, para demostrar el rendimiento de la estrategia propuesta.