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,在无损检测应用中利用空中机械臂执行推动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之间的物理交互。通常采用具有多个接触点的末端执行器,以使无损检测传感器与被检测表面保持接触。要在维持接触的同时对齐无损检测传感器与工作表面,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。采用标准的全位姿控制器时,由于建模不确定性、传感器噪声和环境扰动引起的干扰,常会出现姿态误差。即使微小的姿态误差也可能导致末端执行器尖端与工作表面之间接触点的丢失。为在这些不确定性中保持完全对齐,我们提出一种控制策略,该策略选择性地停用角运动控制,并在特定方向上启用直接力控制。具体而言,我们推导出两个必须满足的关键条件,使得机器人能够通过沿非主动控制轴的旋转实现与平坦工作表面的被动对齐,从而达到完全对齐。此外,这些条件可作为硬件设计和控制准则,以有效集成所提出的控制方法用于实际应用。我们进行了真实世界实验以验证控制设计和相关准则。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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
VIP会员
最新内容
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
0+阅读 · 10分钟前
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
1+阅读 · 22分钟前
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
1+阅读 · 42分钟前
《人工智能生成的零日漏洞:对未来作战的影响》
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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