エネルギータンクに基づく移動物体との堅牢な空中物理インタラクション制御
Energy Tank-Based Policies for Robust Aerial Physical Interaction with Moving Objects
環境の正確なモデルに頼らず、未知の外乱がある中で移動・関節物体と物理的にインタラクションするための受動性ベースのインピーダンス・力覚追従制御を提案し、未知質量の台車押しタスクで検証した。
著者: Maximilian Brunner, Livio Giacomini, Roland Siegwart, Marco Tognon
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Although manipulation capabilities of aerial robots greatly improved in the last decade, only few works addressed the problem of aerial physical interaction with dynamic environments, proposing strongly model-based approaches. However, in real scenarios, modeling the environment with high accuracy is often impossible. In this work we aim at developing a control framework for OMAVs for reliable physical interaction tasks with articulated and movable objects in the presence of possibly unforeseen disturbances, and without relying on an accurate model of the environment. Inspired by previous applications of energy-based controllers for physical interaction, we propose a passivity-based impedance and wrench tracking controller in combination with a momentum-based wrench estimator. This is combined with an energy-tank framework to guarantee the stability of the system, while energy and power flow-based adaptation policies are deployed to enable safe interaction with any type of passive environment. The control framework provides formal guarantees of stability, which is validated in practice considering the challenging task of pushing a cart of unknown mass, moving on a surface of unknown friction, as well as subjected to unknown disturbances. For this scenario, we present, evaluate and discuss three different policies.
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