Recently, the utilization of aerial manipulators for performing pushing tasks in non-destructive testing (NDT) applications has seen significant growth. Such operations entail physical interactions between the aerial robotic system and the environment. End-effectors with multiple contact points are often used for placing NDT sensors in contact with a surface to be inspected. Aligning the NDT sensor and the work surface while preserving contact, requires that all available contact points at the end-effector tip are in contact with the work surface. With a standard full-pose controller, attitude errors often occur due to perturbations caused by modeling uncertainties, sensor noise, and environmental uncertainties. Even small attitude errors can cause a loss of contact points between the end-effector tip and the work surface. To preserve full alignment amidst these uncertainties, we propose a control strategy which selectively deactivates angular motion control and enables direct force control in specific directions. In particular, we derive two essential conditions to be met, such that the robot can passively align with flat work surfaces achieving full alignment through the rotation along non-actively controlled axes. Additionally, these conditions serve as hardware design and control guidelines for effectively integrating the proposed control method for practical usage. Real world experiments are conducted to validate both the control design and the guidelines.


翻译:近年来,空中机械臂在无损检测(NDT)应用中执行推力任务的需求显著增长。此类操作涉及空中机器人系统与环境的物理交互。通常采用多接触点末端执行器,将NDT传感器与被检测表面接触。在保持接触的同时对齐NDT传感器与工作表面,需要末端执行器尖端的所有可用接触点均与工作表面接触。采用标准全位姿控制器时,模型不确定性、传感器噪声及环境不确定性导致的扰动常引发姿态误差。即使微小的姿态误差也可能造成末端执行器尖端与工作表面的接触点丢失。为在不确定性中保持完全对齐,我们提出一种控制策略,通过选择性禁用角运动控制并在特定方向直接启用力控制。具体而言,我们推导出两个必须满足的基本条件,使得机器人能够通过沿非主动控制轴的旋转,实现与平面工作表面的被动对齐,达到完全对齐。此外,这些条件可作为硬件设计与控制指南,有效集成所提控制方法用于实际应用。通过真实世界实验验证了控制设计与指南的有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31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
3+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 · 2014年12月31日
Instruction Tuning for Large Language Models: A Survey
Arxiv
15+阅读 · 2023年8月21日
A Survey on Data Augmentation for Text Classification
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31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
3+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 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员