This paper introduces a method for effectively controlling the movement of an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) within a tunnel. The primary challenge of this problem lies in the UAV's exposure to nonlinear distance-dependent torques and forces generated by the tunnel walls, along with the need to operate safely within a defined region while in close proximity to these walls. To address this problem, the paper proposes the implementation of a Model Predictive Control (MPC) framework with constraints based on Control Barrier Function (CBF). The paper approaches the issue in two distinct ways; first, by maintaining a safe distance from the tunnel walls to avoid the effects of both the walls and ceiling, and second, by minimizing the distance from the walls to effectively manage the nonlinear forces associated with close proximity tasks. Finally, the paper demonstrates the effectiveness of its approach through testing on simulation for various close proximity trajectories with the realistic model of aerodynamic disturbances due to the proximity of the ceiling and boundary walls.


翻译:本文提出了一种方法来有效地控制无人飞行器(UAV)在隧道内的运动。这个问题的主要挑战在于UAV暴露于与隧道墙壁产生的非线性距离依赖扭矩和力量中,同时需要在接近这些墙壁时安全地操作。为了解决这个问题,本文提出了基于控制壁函数(CBF)的约束的模型预测控制(MPC)框架的实现。本文采用两种不同的方法来解决这个问题;首先,通过保持与隧道墙壁之间的安全距离来避免墙壁和天花板的影响,其次,通过最小化与墙壁之间的距离来有效地管理与密集空间任务相关的非线性力量。最后,本文通过对各种接近距离轨迹的模拟测试,展示了其方法的有效性,并考虑了由于接近天花板和边界墙壁而产生的现实模型的空气动力干扰。

0
下载
关闭预览

相关内容

【CVPR2022】基于渐进自蒸馏的鲁棒跨模态表示学习
专知会员服务
18+阅读 · 2022年4月13日
专知会员服务
62+阅读 · 2021年3月12日
【KDD2020】最小方差采样用于图神经网络的快速训练
专知会员服务
27+阅读 · 2020年7月13日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
32+阅读 · 2021年3月8日
VIP会员
相关VIP内容
【CVPR2022】基于渐进自蒸馏的鲁棒跨模态表示学习
专知会员服务
18+阅读 · 2022年4月13日
专知会员服务
62+阅读 · 2021年3月12日
【KDD2020】最小方差采样用于图神经网络的快速训练
专知会员服务
27+阅读 · 2020年7月13日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员