We consider transporting a heavy payload that is attached to multiple quadrotors. The current state-of-the-art controllers either do not avoid inter-robot collision at all, leading to crashes when tasked with carrying payloads that are small in size compared to the cable lengths, or use computational demanding nonlinear optimization. We propose an extension to an existing efficient geometric payload transport controller to effectively avoid such collisions by designing an optimized cable force allocation method, and thus retaining the original stability properties. Our approach introduces a cascade of carefully designed quadratic programs that can be solved efficiently on highly constrained embedded flight controllers. We demonstrate our method on challenging scenarios with up to three small quadrotors with various payloads and cable lengths, with our controller running in real-time directly on the robots.


翻译:我们考虑多个四旋翼来运输一个重型负载。当前的最先进的控制器要么根本不避免机器人之间的碰撞,在处理相对于电缆长度较小的负载时会导致崩溃,要么使用计算需求量很大的非线性优化。我们提出了对现有高效的几何负载传输控制器的扩展,通过设计一种优化的电缆力分配方法,从而有效避免这种碰撞,并保留原始的稳定性质。我们的方法引入了一系列经过精心设计的二次规划,可以在高度受限的嵌入式飞行控制器上高效地解决。我们通过多个具有各种负载和电缆长度的小型四旋翼的挑战性场景来演示我们的方法,我们的控制器直接在机器人上实时运行。

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