×
哈米德·贾巴里·阿斯尔;Yoon、Jungwon

基于图像的四驱无人机鲁棒控制。 （英语） Zbl 1349.93312号

非线性动力学。 85，第3期，2035-2048（2016）.
摘要：本文提出了一种基于图像的四旋翼垂直起降无人机视觉伺服控制器。控制器利用图像特征流的估计值作为线性速度线索，并假设角速度和姿态信息可用于反馈。图像特征是从透视图像矩中选择的，并投影在适当定义的图像平面上，为平移运动提供解耦的运动学。设计了一个非线性观测器，利用视觉信息的输出估计图像特征流。平移动力学的控制器是有边界的，这有助于将目标点保持在摄影机的视野中。利用误差符号法的鲁棒积分，为旋转动力学设计了一个光滑渐近控制器，以补偿未建模动力学和外部扰动。此外，通过自适应方案，所提出的方法对于未知图像深度是鲁棒的，并且不需要无人机的偏航信息。给出了基于Lyapunov的完全稳定性分析，表明系统的所有状态都是有界的，误差信号收敛到零。在标称和扰动条件下提供了仿真示例，表明了所提理论结果的有效性。

引用于6文件

MSC公司：

93D09型 强大的稳定性
93C85号 控制理论中的自动化系统（机器人等）
2005年第70季度 机械系统的控制
70E60型 机器人动力学与刚体控制

关键词：

四转子;鲁棒控制;无人机;基于视觉的控制;观察者;RISE控制器

软件：

快速SLAM
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{H.J.Asl}和\textit{J.Yoon}，非线性动力学。85，第3期，2035--2048（2016；Zbl 1349.93312）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Abdessameud，A.，Janabi-Sharifi，F.：垂直起降无人机的基于动态图像的跟踪控制。摘自：2013年IEEE第52届决策与控制年会，第7666-7671页（2013）
[2] Abdessameud，A.，Tayebi，A.：无线性速度测量的VTOL-UAV的全局轨迹跟踪控制。自动化46（6），1053-1059（2010）·Zbl 1192.93080号 ·doi:10.1016/j.automatica.2010.03.010
[3] Abdessameud，A.，Tayebi，A.：具有通信延迟的垂直起降无人机编队控制。Automatica 47（11），2383-2394（2011）·Zbl 1228.93006号 ·doi:10.1016/j.automatica.2011.08.042
[4] Altug，E.，Ostrowski，J.P.，Mahony，R.：使用视觉反馈控制四旋翼直升机。收录于：2002年IEEE机器人与自动化国际会议，第1卷，第72-77页（2002）
[5] Altu，E.，Ostrowski，J.P.，Taylor，C.J.：使用双摄像头视觉反馈控制四旋翼直升机。国际J机器人。第24号决议，第329-341号决议（2005年）·doi:10.1177/0278364905053804
[6] Bourquardez，O.，Mahony，R.，Guenard，N.，Chaumette，F.，Hamel，T.，Eck，L.：四旋翼飞行器平移运动学的基于图像的视觉伺服控制。IEEE传输。机器人。25, 743-749 (2009) ·doi:10.1109/TRO.2008.2011419
[7] Caballero，F.、Merino，L.、Ferruz，J.、Ollero，A.：中高空飞行无人机的基于视觉的里程测定和满贯。J.国际机器人。系统。54137-161（2009年）·doi:10.1007/s10846-008-9257-y
[8] Chaumette，F.，Hutchinson，S.：视觉伺服控制。二、。高级方法。IEEE机器人。自动化。Mag.14，109-118（2007）·doi:10.1109/MRA.2007.339609
[9] Fink，G.，Xie，H.，Lynch，A.F.，Jagersand，M.：使用虚拟相机对四驱机器人进行动态视觉伺服的实验验证。摘自：2015年国际无人机系统会议（ICUAS），第1231-1240页（2015）
[10] Fink，G.，Xie，H.，Lynch，A.F.，Jagersand，M.：基于非线性动态图像的四驱视觉伺服。J.联合国。车辆。系统。3(1), 1-21 (2015) ·doi:10.1139/juvs-2014-0011
[11] Garca Carrillo，L.，Rondon，E.，Sanchez，A.，Dzul，A.，Lozano，R.：使用视觉对四旋翼进行稳定和轨迹跟踪。J.国际机器人。系统。61, 103-118 (2011) ·doi:10.1007/s10846-010-9472-1
[12] Guenard，N.、Hamel，T.、Mahony，R.：无人飞行器的实用视觉伺服控制。IEEE传输。机器人。24, 331-340 (2008) ·doi:10.1109/TRO.2008.916666
[13] Guenard，N.、Hamel，T.、Moreau，V.：“x4-flyer”的动态建模和直观控制策略。载：国际控制与自动化会议，ICCA'05，第141-146页（2005年）
[14] Hamel，T.，Mahony，R.：欠驱动动态刚体系统的视觉伺服：基于图像的方法。IEEE传输。机器人。自动化。18, 187-198 (2002) ·doi:10.1109/TRA.2002.9999647
[15] Hamel，T.，Mahony，R.：一类空中机器人系统的基于图像的视觉伺服控制。Automatica 431975-1983（2007）·Zbl 1129.93459号 ·doi:10.1016/j.automatica.2007.03.030
[16] Islam，S.，Liu，P.X.，El Saddik，A.：四旋翼飞行器的非线性自适应控制。非线性动力学。78(1), 117-133 (2014) ·Zbl 1314.93033号 ·doi:10.1007/s11071-014-1425-y
[17] Jabbari Asl，H.，Yoon，J.：基于视觉的飞行机器人控制，无需线性速度测量。收录于：2015 IEEE高级智能机电一体化国际会议（AIM），第1670-1675页（2015）
[18] Jabbari，H.、Oriolo，G.、Bolandi，H.：欠驱动无人机的动态IBVS控制。摘自：IEEE机器人和仿生学国际会议，第1158-1163页（2012）
[19] Jabbari Asl，H.、Oriolo，G.、Bolandi，H.：欠驱动无人机基于图像的视觉伺服自适应方案。国际J机器人。自动化。92年至104年（2014年）
[20] Jabbari Asl，H.、Oriolo，G.、Bolandi，H.：欠驱动无人机的基于图像的输出反馈视觉伺服控制。程序。仪器机械。工程第一部分J.系统。控制工程228、435-448（2014）·电话：10.1177/0959651814530698
[21] Le Bras，F.、Hamel，T.、Mahony，R.、Treil，A.：垂直起降无人机视觉伺服的输出反馈观察和控制。国际J机器人。非线性控制21，1008-1030（2011）·Zbl 1215.93099号 ·doi:10.1002/rnc.1638
[22] Mahony，R.、Corke，P.、Hamel，T.：使用质心和光流特征的基于动态图像的视觉伺服控制。J.戴恩。系统。测量。控制变速器。ASME 130011005（2008）·数字对象标识代码：10.1115/12807085
[23] Mahony，R.，Hamel，T.：使用线性图像特征的航空机器人系统基于图像的视觉伺服控制。IEEE传输。机器人。21(2), 227-239 (2005) ·doi:10.1109/TRO.2004.835446
[24] Mebarki，R.，Siciliano，B.：基于无速度图像的无人飞行器控制。2013年IEEE/ASME高级智能机电一体化国际会议，第1522-1527页（2013）·Zbl 1348.93235号
[25] Mondragn，I.F.，Campoy，P.，Martinez，C.，Olivares，M.：适用于无人机（UAV）姿态和航向估计的全方位视觉。机器人。自动命名。系统。58109-819（2010年）·doi:10.1016/j.robot.2010.02.012
[26] Montemerlo，M.，Thrun，S.，Koller，D.，Wegbreit，B.等人：Fastslam：同时定位和绘图问题的分解解决方案，In:美国人工智能协会，第593-598页（2002）
[27] Ozawa，R.，Chaumette，F.：使用虚拟弹簧方法的无人机动态视觉伺服与图像力矩。高级机器人。27(9), 683-696 (2013) ·doi:10.1080/01691864.2013.776967
[28] Plinval，H.、Morin，P.、Mouyon，P.和Hamel，T.：欠驱动垂直起降无人机的视觉伺服：基于单字的线性框架。国际机器人杂志。非线性控制24，1-28（2013）·Zbl 1302.93159号
[29] Siciliano，B.、Sciavicco，L.、Villani，L.和Oriolo，G.：机器人：建模、规划和控制。施普林格，纽约（2009）·doi:10.1007/978-1-84628-642-1
[30] Slotine，J.-J.E.，Li，W.：应用非线性控制。普兰蒂斯·霍尔，恩格伍德悬崖，新泽西州（1991）·Zbl 0753.93036号
[31] Srinivasan，M.，Zhang，S.：昆虫的视觉运动计算。每年。神经科学版。27, 679-696 (2004) ·doi:10.1146/annurev.neuro.27.070203.144343
[32] Tahri，O.，Chaumette，F.：平面物体视觉伺服的基于点和基于区域的图像矩。IEEE传输。机器人。21116-1127（2005年）·doi:10.1109/TRO.2005.853500
[33] Tayebi，A.，McGilvray，S.：vtol四旋翼飞机的姿态稳定。IEEE传输。控制系统。Technol公司。14, 562-571 (2006) ·doi:10.1109/TCST.2006.872519
[34] Watanabe，Y.、Calise，A.J.、Johnson，E.N.：无人机基于视觉的障碍物回避。In:AIAA制导、导航和控制会议及展览，第6829-11页（2007年）
[35] Xian，B.，Dawson，D.M.，de Queiroz，M.S.，Chen，J.：不确定非线性系统的连续渐近跟踪控制策略。IEEE传输。自动化。控制49，1206-1211（2004）·Zbl 1365.93219号 ·doi:10.1109/TAC.2004.831148
[36] Xie，H.，Lynch，A.F.，Jagersand，M.：使用线特征的旋转翼无人机动态IBVS。Robotica 1-18（2014）
[37] Xu，R.，Zgner，M.I.T.：一类欠驱动系统的滑模控制。Automatica 44（1），233-241（2008）·Zbl 1138.93409号 ·doi:10.1016/j.automatica.2007.05.014
[38] Yu，Y.，Lu，G.，Sun，C.，Liu，H.：三自由度直升机的鲁棒反推分散跟踪控制。非线性动力学。82, 1-14 (2015) ·Zbl 1348.34093号 ·doi:10.1007/s11071-015-2133-y
[39] Zhao，B.，Xian，B.，Zhang，Y.，Zhang-X.：通过浸入和不变性方法对四旋翼无人机进行非线性鲁棒自适应跟踪控制。IEEE传输。Ind.Electron公司。62(5), 2891-2902 (2015)
[40] Zou，A.-M.，Kumar，K.D.，Hou，Z.-G.：使用切比雪夫神经网络的基于四元数的航天器自适应输出反馈姿态控制。IEEE传输。神经网络。21(9), 1457-1471 (2010) ·doi:10.1109/TNN.2010.50333
[41] Zufferey，J.，Floreano，D.：超轻型室内飞机的飞行视觉转向。IEEE传输。机器人。自动化。22, 137-146 (2006) ·doi:10.1109/TRO.2005.858857
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配，并且可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。