Model Predictive Trajectory Tracking and Collision Avoidance for Reliable Outdoor Deployment of Unmanned Aerial Vehicles
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21230%2F18%3A00324734" target="_blank" >RIV/68407700:21230/18:00324734 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
—
DOI - Digital Object Identifier
—
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Model Predictive Trajectory Tracking and Collision Avoidance for Reliable Outdoor Deployment of Unmanned Aerial Vehicles
Popis výsledku v původním jazyce
We propose a novel approach for optimal trajectory tracking for unmanned aerial vehicles (UAV), using a linear model predictive controller (MPC) in combination with non-linear state feedback. The solution relies on fast onboard simulation of the translational dynamics of the UAV, which is guided by a linear MPC. By sampling the states of the virtual UAV, we create a control command for fast non-linear feedback, which is capable of performing agile maneuvers with high precision. In addition, the proposed pipeline provides an interface for a decentralized collision avoidance system for multi-UAV scenarios. Our solution makes use of the long prediction horizon of the linear MPC and allows safe outdoors execution of multi-UAV experiments without the need for in-advance collision-free planning. The practicality of the tracking mechanism is shown in combination with priority-based collision resolution strategy, which performs sufficiently in experiments with up to 5 UAVs. We present a statistical and experimental evaluation of the platform in both simulation and real-world examples, demonstrating the usability of the approach.
Název v anglickém jazyce
Model Predictive Trajectory Tracking and Collision Avoidance for Reliable Outdoor Deployment of Unmanned Aerial Vehicles
Popis výsledku anglicky
We propose a novel approach for optimal trajectory tracking for unmanned aerial vehicles (UAV), using a linear model predictive controller (MPC) in combination with non-linear state feedback. The solution relies on fast onboard simulation of the translational dynamics of the UAV, which is guided by a linear MPC. By sampling the states of the virtual UAV, we create a control command for fast non-linear feedback, which is capable of performing agile maneuvers with high precision. In addition, the proposed pipeline provides an interface for a decentralized collision avoidance system for multi-UAV scenarios. Our solution makes use of the long prediction horizon of the linear MPC and allows safe outdoors execution of multi-UAV experiments without the need for in-advance collision-free planning. The practicality of the tracking mechanism is shown in combination with priority-based collision resolution strategy, which performs sufficiently in experiments with up to 5 UAVs. We present a statistical and experimental evaluation of the platform in both simulation and real-world examples, demonstrating the usability of the approach.
Klasifikace
Druh
D - Stať ve sborníku
CEP obor
—
OECD FORD obor
10201 - Computer sciences, information science, bioinformathics (hardware development to be 2.2, social aspect to be 5.8)
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/GJ17-16900Y" target="_blank" >GJ17-16900Y: Stabilizace a řízení týmů vzájemně lokalizovaných autonomních helikoptér letících oblastmi s velkým výskytem překážek</a><br>
Návaznosti
S - Specificky vyzkum na vysokych skolach
Ostatní
Rok uplatnění
2018
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název statě ve sborníku
2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
ISBN
978-1-5386-8093-3
ISSN
2153-0858
e-ISSN
2153-0866
Počet stran výsledku
8
Strana od-do
—
Název nakladatele
IEEE Press
Místo vydání
New York
Místo konání akce
Madrid
Datum konání akce
1. 10. 2018
Typ akce podle státní příslušnosti
WRD - Celosvětová akce
Kód UT WoS článku
000458872706029