控制理论与应用

作者：张兆鹏,何慰,梁潇,韩建达,方勇纯

单位：南开大学,南开大学,南开大学,南开大学,南开大学

关键词：多旋翼无人机; 飞行机械臂; 视觉伺服控制

基金：国家自然科学基金项目(62273187, 62233011, 91848203), 天津市青年人才托举工程项目(TJSQNTJ–2020–21), 先进计算与关键软件海河实验 室项目(22HHXCJC00003)

飞行机械臂系统具有主动作业能力, 通过搭载视觉传感器感知周围环境, 系统的自主能力将进一步提高.然而, 考虑到无人机的欠驱动和整个系统的非线性特性, 飞行机械臂系统的视觉伺服控制仍然是一项具有挑战性的工作. 本文在充分考虑机械臂对无人机的力/力矩作用后, 提出了一种基于分层运动分解的飞行机械臂视觉伺服控制方案. 首先, 对飞行机械臂系统的运动学和动力学模型进行分析. 然后, 根据所得的相机运动学模型, 通过基于图像的视觉伺服控制获得相机的期望速度, 进而制定无人机和机械臂的速度分配策略. 在考虑机械臂运动时对无人机产生的力/力矩影响, 设计了底层的飞行控制器. 最后, 在与现有方法的仿真对比中可以看出, 所提方法具有良好的控制性能, 对图像特征点位置的不确定性及图像噪声也表现了较好的鲁棒性

来源：2024年第5期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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