Model-Based Control of Flying Robots for Robust Interaction Under Wind Influence

این کتاب به موضوع تعامل فیزیکی روبات‌های پرنده خودگردان با محیط تحت تأثیر باد می‌پردازد. هدف آن آگاه ساختن ربات‌های هوایی از اختلال، تعامل و عیوب روی آنهاست. این امر مستلزم استدلال در مورد آچار خارجی (نیرو و گشتاور) است که بر روی ربات عمل می کند و بین باد، فعل و انفعالات و برخوردها تمایز قائل می شود. این کتاب یک رویکرد مبتنی بر مدل دارد و یک رویکرد سیستماتیک برای شناسایی پارامتر برای روبات‌های پرنده را پوشش می‌دهد. هدف این کتاب ارائه تخمین سرعت باد مستقل از آچار خارجی، از جمله تخمین سرعت باد با استفاده از اندازه‌گیری‌های توان موتور است. مدل‌سازی آیرودینامیک به روشی مبتنی بر داده و با استفاده از اندازه‌گیری‌های حقیقت زمینی از یک تونل باد ۴ بعدی انجام می‌شود. در نهایت، این کتاب شکاف بین ردیابی مسیر و کنترل تعامل را پر می کند تا امکان تعامل فیزیکی تحت تأثیر باد را فراهم کند. نتایج نظری با شبیه سازی و نتایج تجربی گسترده همراه است.

This book addresses the topic of autonomous flying robots physically interacting with the environment under the influence of wind. It aims to make aerial robots aware of the disturbance, interaction, and faults acting on them. This requires reasoning about the external wrench (force and torque) acting on the robot and distinguishing between wind, interactions, and collisions. The book takes a model-based approach and covers a systematic approach to parameter identification for flying robots. The book aims to provide a wind speed estimate independent of the external wrench, including estimating the wind speed using motor power measurements. Aerodynamics modeling is approached in a data-driven fashion, using ground-truth measurements from a 4D wind tunnel. Finally, the book bridges the gap between trajectory tracking and interaction control, to allow physical interaction under wind influence. Theoretical results are accompanied by extensive simulation and experimental results.