論文の概要: Vision-Guided Morphing Quadcopter for Multi-Geometry Payload Transport through Narrow Passages
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.21879v1
- Date: Sat, 22 Aug 2026 09:45:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-25 13:29:43.499525
- Title: Vision-Guided Morphing Quadcopter for Multi-Geometry Payload Transport through Narrow Passages
- Title（参考訳）: 狭路を用いたマルチジオメトリペイロード輸送のための視覚誘導型クアッドコプター
- Abstract要約: 本稿では,狭路を横断するマルチジオメトリペイロード輸送のための視覚誘導型クアッドコプターを提案する。
提案プラットフォームは4つのハイブリッドアームレッグ構造を用いており、着陸支援および把持部材として機能する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Aerial payload transport using multirotor unmanned aerial vehicles is challenging because payload geometry, contact interaction, grasp stability, flight control, and narrow-passage traversal are strongly coupled during pickup and transport. Object-specific grippers often cannot adapt their footprint or grasp geometry when the payload shape or passage width changes. This paper presents a vision-guided morphing quadcopter for multi-geometry payload transport through narrow passages. The proposed platform uses four hybrid arm-leg structures that function as both landing supports and grasping members. A centrally placed actuator drives a tendon-based morphing mechanism, enabling all four arms to synchronously retract or expand for object grasping, footprint reduction, and post-transport release. Onboard vision estimates the payload geometry and passage width, while endpoint force feedback is used to confirm grasp contact during payload engagement. A phase-wise mission planner, PID-based flight stabilization, and morphology-adaptive grasp controller are implemented in a MuJoCo simulation environment. The framework is evaluated using box, cylindrical, and spherical payloads, representing flat-faced, rolling-curved, and fully curved contact conditions. Across the three cases, the simulated system completes the pickup-transport-release sequence with a maximum RMS position error of 0.31 m, a final drop-zone error below 0.18 m, a compact grasp footprint of 0.09-0.21 m2, and a footprint reduction of 75.0-89.7 percent. The results demonstrate that a single-actuator morphing quadcopter can adapt its grasp footprint for the transport of payloads with different geometries while reducing its overall footprint for narrow-passage traversal.
- Abstract（参考訳）: 積載形状,接触相互作用,把握安定性,飛行制御,狭い航路がピックアップ・輸送中に強く結合されるため,マルチロータ無人航空機による航空貨物輸送は困難である。
オブジェクト固有のグリップパーは、ペイロードの形状や通過幅が変化するとき、フットプリントや幾何を把握できないことが多い。
本稿では,狭路を横断するマルチジオメトリペイロード輸送のための視覚誘導型クアッドコプターを提案する。
提案プラットフォームは4つのハイブリッドアームレッグ構造を用いており、着陸支援および把持部材として機能する。
中央に配置されたアクチュエータは、腱ベースのモーフィング機構を駆動し、すべての4つのアームが同期して物体の把握、フットプリントの縮小、およびトランスポート後の放出を行うことができる。
搭載された視界はペイロードの幾何と通過幅を推定し、エンドポイントの力フィードバックはペイロードのエンゲージメント中に把握された接触を確認するために使用される。
MuJoCoシミュレーション環境では、フェーズワイズミッションプランナー、PIDベースの飛行安定化、形態適応型グリップコントローラが実装されている。
このフレームワークは、フラットフェイス、ローリングカーブ、および完全に湾曲した接触条件を表す、箱、円筒、球形ペイロードを用いて評価される。
3つのケース全体で、シミュレーションシステムはピックアップ・トランスポート・リリースシーケンスを完了し、最大RMS位置誤差は0.31 m、最終ドロップゾーン誤差は0.18 m、コンパクトなグリップフットプリントは0.09-0.21 m2、フットプリントは75.0-89.7%である。
その結果, 単一アクチュエータ形クアッドコプターは, 狭い航路における全体のフットプリントを減少させながら, 異なるジオメトリーを持つペイロードの輸送に把握フットプリントを適応させることができることがわかった。
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