Due to noisy actuation and external disturbances, tuning controllers for high-speed flight is very challenging. In this paper, we ask the following questions: How sensitive are controllers to tuning when tracking high-speed maneuvers? What algorithms can we use to automatically tune them? To answer the first question, we study the relationship between parameters and performance and find out that the faster the maneuver, the more sensitive a controller becomes to its parameters. To answer the second question, we review existing methods for controller tuning and discover that prior works often perform poorly on the task of high-speed flight. Therefore, we propose AutoTune, a sampling-based tuning algorithm specifically tailored to high-speed flight. In contrast to previous work, our algorithm does not assume any prior knowledge of the drone or its optimization function and can deal with the multi-modal characteristics of the parameters' optimization space. We thoroughly evaluate AutoTune both in simulation and in the physical world. In our experiments, we outperform existing tuning algorithms by up to 90\% in trajectory completion. The resulting controllers are tested in the AirSim Game of Drones competition, where we outperform the winner by up to 25\% in lap-time. Finally, we show that AutoTune improves tracking error when flying a physical platform with respect to parameters tuned by a human expert.


翻译:由于振动和外部扰动,高速飞行的调控控制器非常困难。在本文中,我们提出下列问题:在跟踪高速飞行时,对调控控制器的敏感度如何?我们用什么算法来自动调控它们?为了回答第一个问题,我们研究参数和性能之间的关系,发现调控器越快,控制器的敏感度就越高,其参数就越高。为了回答第二个问题,我们审查现有的控制器调控方法,并发现先前的调控器在高速飞行任务上往往表现不佳。因此,我们建议AutoTune(AutoTune)是专门为高速飞行设计的基于取样的调控算法。与以前的工作不同,我们的算法并不假定对无人机或其优化功能有任何先前的了解,而是能够处理参数优化空间的多模式特性。我们在模拟和物理世界中彻底评估AutoTune(AutoT) 。在轨迹完成后,我们比现有的调算算法差达90 ⁇ 。因此,在AirSimones(AirSim)竞赛中测试后产生的调算术比赛,我们最后通过飞行定位向25号显示飞行的飞行定位,然后调整了人类的飞行定位。

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