論文の概要: Aerial Manipulation with Contact-Aware Onboard Perception and Hybrid Control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.08251v2
- Date: Wed, 04 Mar 2026 16:08:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.268378
- Title: Aerial Manipulation with Contact-Aware Onboard Perception and Hybrid Control
- Title（参考訳）: 触覚とハイブリッド制御による空中マニピュレーション
- Authors: Yuanzhu Zhan, Yufei Jiang, Muqing Cao, Junyi Geng,
- Abstract要約: 航空操作(AM)は、無人航空機(UAV)を受動的検査から、把握、組み立て、in-situ保守といったコンタクト豊富なタスクに移行することを約束している。
外部モーションキャプチャー(MoCap)を使わずに正確なモーショントラッキングと制御されたコンタクトレンチを実現する。
実験により,本手法は,オンボードセンシングのみを用い,接触時の速度推定精度66.01%向上,信頼性の高い目標アプローチ,安定力保持点の固定化を実現し,着地時の空中操作を可能とした。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.342874824540493
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Aerial manipulation (AM) promises to move Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) beyond passive inspection to contact-rich tasks such as grasping, assembly, and in-situ maintenance. Most prior AM demonstrations rely on external motion capture (MoCap) and emphasize position control for coarse interactions, limiting deployability. We present a fully onboard perception-control pipeline for contact-rich AM that achieves accurate motion tracking and regulated contact wrenches without MoCap. The main components are (1) an augmented visual-inertial odometry (VIO) estimator with contact-consistency factors that activate only during interaction, tightening uncertainty around the contact frame and reducing drift, and (2) image-based visual servoing (IBVS) to mitigate perception-control coupling, together with a hybrid force-motion controller that regulates contact wrenches and lateral motion for stable contact. Experiments show that our approach closes the perception-to-wrench loop using only onboard sensing, yielding an velocity estimation improvement of 66.01% at contact, reliable target approach, and stable force holding-pointing toward deployable, in-the-wild aerial manipulation.
- Abstract（参考訳）: 航空操作(AM)は、無人航空機(UAV)を受動的検査から、把握、組み立て、in-situ保守といったコンタクト豊富なタスクに移行することを約束している。
AM以前のほとんどのデモは、外部モーションキャプチャ(MoCap)に依存し、粗いインタラクションに対する位置制御を強調し、デプロイ可能性を制限する。
そこで本研究では,MoCapを使わずに正確な動作追跡と制御された接触レンチを実現する,接触リッチAMのための完全搭載型知覚制御パイプラインを提案する。
本研究の主な構成要素は,(1)接触フレームの周囲の不確かさを緩和し,ドリフトを減少させる,相互作用中のみに作用する接触一貫性因子を付加した視覚慣性眼球運動計(VIO)と,(2)接触レンチと横動きを安定に制御するハイブリッド・フォースモーション・コントローラとを併用したイメージベース視覚サーボ(IBVS)である。
実験により, 本手法は, オンボードセンシングのみを用いて, 接触時の速度推定精度66.01%, 信頼性の高い目標アプローチ, 安定力保持点を, 着地時の空中操作に向けることにより, 認識ループを閉じることが確認された。
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