全駆動型飛行ロボットの受動的アライメントによる押し付け作業
Passive Aligning Physical Interaction of Fully-Actuated Aerial Vehicles for Pushing Tasks
全駆動型ドローンの姿勢制御を一部無効化し、力制御と組み合わせることで、非破壊検査センサを平面に密着させる受動的アライメント制御を提案し、実機で検証した。
著者: Tong Hui, Eugenio Cuniato, Michael Pantic, Marco Tognon, Matteo Fumagalli, Roland Siegwart
分類: cs.RO, cs.SY, eess.SY
原文アブストラクト
Recently, the utilization of aerial manipulators for performing pushing tasks in non-destructive testing (NDT) applications has seen significant growth. Such operations entail physical interactions between the aerial robotic system and the environment. End-effectors with multiple contact points are often used for placing NDT sensors in contact with a surface to be inspected. Aligning the NDT sensor and the work surface while preserving contact, requires that all available contact points at the end-effector tip are in contact with the work surface. With a standard full-pose controller, attitude errors often occur due to perturbations caused by modeling uncertainties, sensor noise, and environmental uncertainties. Even small attitude errors can cause a loss of contact points between the end-effector tip and the work surface. To preserve full alignment amidst these uncertainties, we propose a control strategy which selectively deactivates angular motion control and enables direct force control in specific directions. In particular, we derive two essential conditions to be met, such that the robot can passively align with flat work surfaces achieving full alignment through the rotation along non-actively controlled axes. Additionally, these conditions serve as hardware design and control guidelines for effectively integrating the proposed control method for practical usage. Real world experiments are conducted to validate both the control design and the guidelines.
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