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制御/MPCarXiv:2511.18683

リー代数オンラインMPCによる自律表面車両のロバスト軌道追従

Robust Trajectory Tracking of Autonomous Surface Vehicle via Lie Algebraic Online MPC

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リー群上の凸誤差状態MPCとオンライン学習を組み合わせ、風や波などの未知外乱下でも自律表面車両が高精度に軌道追従できる制御手法を提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- Autonomous Surface Vehicle (ASV) の trajectory tracking 用コントローラ - 環境外乱(wind, waves)下での高精度追従を目的 - Lie group 上の convex error-state MPC と online learning module を組み合わせた構成 - 外乱をリアルタイムに補償し、計算効率を維持する設計

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存手法と比較して様々な外乱シナリオで優れた tracking accuracy を達成 - 外乱補償を online learning で行う点が特徴 - Lie group 上の convex error-state MPC により計算効率を維持 - 具体的な先行研究名や比較対象の詳細は要旨からは不明

3. 技術・手法の肝は?

- Lie group 上で定式化した convex error-state MPC を採用 - online learning module を組み合わせ、未知外乱をリアルタイムに補償 - adaptive かつ robust な tracking control を実現 - 計算効率を保ちながら外乱適応を行う点が肝 - 各モジュールの詳細なアルゴリズムは要旨からは不明

4. どうやって有効だと検証した?

- Virtual RobotX (VRX) simulator での広範な評価 - 実環境での field experiments を実施 - 様々な外乱シナリオ下で既存手法と比較し、優れた tracking accuracy を確認 - 定量的な指標や実験条件の詳細は要旨からは不明

5. 議論はある?

- 未知外乱下での tracking accuracy と計算効率の両立を主張 - 外乱の種類や強度に対する限界は要旨からは不明 - online learning module の収束性や安定性に関する議論は要旨からは不明 - 実環境実験の規模や再現性の詳細は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- Lie group 上の MPC に関する研究(例: Lie group MPC, geometric MPC) - error-state MPC に関する研究 - online learning を用いた外乱補償・adaptive control に関する研究 - Virtual RobotX (VRX) simulator を用いた ASV 研究 - 要旨で具体的に参照・比較されている論文名は不明

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Yinan Dong, Ziyu Xu, Tsimafei Lazouski, Sangli Teng, Maani Ghaffari

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Autonomous surface vehicles (ASVs) are influenced by environmental disturbances such as wind and waves, making accurate trajectory tracking a persistent challenge in dynamic marine conditions. In this paper, we propose an efficient controller for trajectory tracking of marine vehicles under unknown disturbances by combining a convex error-state MPC on the Lie group augmented by an online learning module to compensate for these disturbances in real time. This design enables adaptive and robust tracking control while maintaining computational efficiency. Extensive evaluations in the Virtual RobotX (VRX) simulator, and real-world field experiments demonstrate that our method achieves superior tracking accuracy under various disturbance scenarios compared with existing approaches.

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