論文の概要: Contact-Aware Incremental Model Predictive Control for an Underactuated Aerial Manipulator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.11661v1
- Date: Thu, 10 Sep 2026 15:03:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-11 23:53:35.409564
- Title: Contact-Aware Incremental Model Predictive Control for an Underactuated Aerial Manipulator
- Title（参考訳）: 不活性化空気マニピュレータの接触認識インクリメンタルモデル予測制御
- Abstract要約: 不安定なプラットフォーム上での空中書き込みのためのロバストな接触認識制御フレームワークを提案する。
提案した制御器は、剛体で単リンクで一自由度(DoF)のアームを持つ四重項式空中マニピュレータで検証される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9328991021103293
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: We present a robust contact-aware control framework for aerial writing on an underactuated platform. The framework combines nonlinear model predictive control (NMPC) for accurate end-effector position and normal-force tracking at small reference penetration depths, with consistent performance across controller tunings, with whole-body incremental nonlinear dynamic inversion (INDI) for robustness to frictional and aerodynamic disturbances during contact. The proposed controllers are validated on a quadrotor-based aerial manipulator with a rigid, single-link, one-degree-of-freedom (DoF) arm in simulation and real-world experiments. The aerial writing experiments span vertical and inclined surfaces, multiple reference forces, different friction conditions, and wind disturbances. The results demonstrate that robust simultaneous five-DoF end-effector pose and contact-force tracking is achievable on a standard underactuated quadrotor with a simple, rigid, single-link arm, without requiring a fully actuated platform, a complex arm, or dedicated force/torque sensing.
- Abstract（参考訳）: 不安定なプラットフォーム上での空中書き込みのためのロバストな接触認識制御フレームワークを提案する。
このフレームワークは、正確なエンドエフェクタ位置のための非線形モデル予測制御(NMPC)と、小さな基準浸透深度での正規力追跡、コントローラチューニング間の一貫した性能、接触時の摩擦および空力障害に対する堅牢性のための全体インクリメンタル非線形動的インバージョン(INDI)を組み合わせる。
提案した制御器は、シミュレーションおよび実世界の実験において、剛体で単リンクで一自由度(DoF)の腕を持つ四重項式空中マニピュレータで検証される。
空中の筆記実験は垂直面と傾斜面、複数の参照力、異なる摩擦条件、風乱にまたがる。
以上の結果から,頑健な5-DoF端効果体ポーズと接触力トラッキングは,フルアクティベートなプラットフォーム,複雑なアーム,あるいは専用の力/トルクセンシングを必要とせず,単純で剛性のある単一リンクアームを持つ標準の4乗子上で実現可能であることが示された。
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