The article develops an impact-resilient aerial robot (s-ARQ) equipped with a compliant arm to sense contacts and reduce collision impact and featuring a real-time contact force estimator and a non-linear motion controller to handle collisions while performing aggressive maneuvers and stabilize from high-speed wall collisions. Further, a new collision-inclusive planning method that aims to prioritize contacts to facilitate aerial robot navigation in cluttered environments is proposed. A range of simulated and physical experiments demonstrate key benefits of the robot and the contact-prioritized (CP) planner. Experimental results show that the compliant robot has only a $4\%$ weight increase but around $40\%$ impact reduction in drop tests and wall collision tests. s-ARQ can handle collisions while performing aggressive maneuvers and stabilize from high-speed wall collisions at $3.0$ m/s with a success rate of $100\%$. Our proposed compliant robot and contact-prioritized planning method can accelerate computation time while having shorter trajectory time and larger clearances compared to A$^\ast$ and RRT$^\ast$ planners with velocity constraints. Online planning tests in partially-known environments further demonstrate the preliminary feasibility of our method to apply in practical use cases.


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机器人(英语:Robot)包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动运行任务的人造机器设备,用以取代或协助人类工作,一般会是机电设备,由计算机程序或是电子电路控制。

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