冲击感知规划控制器

多模态自动切换

该框架通过增广拉格朗日方法求解带非线性互补约束的优化问题，结合混合非线性模型预测控制，首次在真实实验中实现悬挂负载空中机器人的多次自动运动模式切换。

Wang, Haokun · Li, Haojia · Zhou, Boyu · 高飞 · Shen, Shaojie

IEEE Transactions on Robotics 2024

技术优势

消除模式切换冲击

通过考虑缆绳松弛/张紧造成的冲击来规划轨迹，从而避免不必要的振荡和失控。

保证轨迹可行性

用增广拉格朗日法求解带非线性互补约束的优化问题，在保持计算效率的同时高精度满足约束。

解决模型失配

混合非线性模型预测控制方法应对敏捷飞行中的模型不匹配问题，提升控制鲁棒性。

真实实验验证

首次在真实实验中成功实现悬挂负载系统的自动多次运动模式切换。

应用场景

• 无人机物流：在运输过程中自动切换速度模式，避免负载大幅摆动导致货物损坏。
• 悬挂负载操控：实现缆绳松弛/张紧模式平稳过渡，使负载操控更精准、更稳定。
• 空中机器人：提升敏捷飞行能力，使空中机器人能在复杂环境中执行快速机动任务。