チルトプロペラを備えた多関節飛行ロボット:屋外自律飛行とマニピュレーションのための設計・モデリング・制御・状態推定
Versatile Multilinked Aerial Robot with Tilting Propellers: Design, Modeling, Control and State Estimation for Autonomous Flight and Manipulation
チルトプロペラで制御性を高めた多関節飛行ロボットを設計し、センサ同期を含む状態推定を統合して屋外での完全自律飛行と把持・操作タスクを実現した。
著者: Moju Zhao, Tomoki Anzai, Fan Shi, Toshiya Maki, Takuzumi Nishio, Keita Ito, Naoya Kuromiya, Kei Okada, Masayuki Inaba
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Multilinked aerial robot is one of the state-of-the-art works in aerial robotics, which demonstrates the deformability benefiting both maneuvering and manipulation. However, the performance in outdoor physical world has not yet been evaluated because of the weakness in the controllability and the lack of the state estimation for autonomous flight. Thus we adopt tilting propellers to enhance the controllability. The related design, modeling and control method are developed in this work to enable the stable hovering and deformation. Furthermore, the state estimation which involves the time synchronization between sensors and the multilinked kinematics is also presented in this work to enable the fully autonomous flight in the outdoor environment. Various autonomous outdoor experiments, including the fast maneuvering for interception with target, object grasping for delivery, and blanket manipulation for firefighting are performed to evaluate the feasibility and versatility of the proposed robot platform. To the best of our knowledge, this is the first study for the multilinked aerial robot to achieve the fully autonomous flight and the manipulation task in outdoor environment. We also applied our platform in all challenges of the 2020 Mohammed Bin Zayed International Robotics Competition, and ranked third place in Challenge 1 and sixth place in Challenge 3 internationally, demonstrating the reliable flight performance in the fields.
関連論文
- 状態・入力制約下の飛行マニピュレータにおける横断フィードバック線形化を用いた二重経路追従飛行マニピュレーション
- スラスタ一体型柔軟連続リンクを持つ形状適応型飛行マニピュレーションロボット飛行マニピュレーション
- 狭所環境での機動に向けた浮遊ベース多リンクロボットの階層的軌道計画飛行マニピュレーション
- 乱雑空間でのペイロード回収のための器用な懸垂エンドドロイドを備えたペイロードドローンの協調飛行システム飛行マニピュレーション
- 深層ニューラルネットワークを用いた双腕飛行マニピュレータの適応RISE制御飛行マニピュレーション
- パッシブヒンジで連結された複数UAVによるペイロード輸送プラットフォームの可到達力集合整形飛行マニピュレーション
