論文の概要: RTK-Vision PPO for Autonomous Micro UAV Recovery on an Airborne Carrier
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.20629v1
- Date: Thu, 17 Sep 2026 16:16:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-20 08:55:54.36799
- Title: RTK-Vision PPO for Autonomous Micro UAV Recovery on an Airborne Carrier
- Title(参考訳): RTK-Vision PPOによる空母の自律型UAV回収
- Abstract要約: 本稿では,子どものUAVを大型キャリアによって物理的に輸送するRTKビジョン誘導型強化学習フレームワークを提案する。
両車両ともRTK-GNSSを搭載しており、移動状態は子供と継続的に共有されている。
この結果は、単独の着陸操作ではなく、完全な自律的な空中展開と回収のサイクルを実証している。
- 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: Autonomous recovery of a micro unmanned aerial vehicle (UAV) onto a moving airborne carrier enables reusable deploy-mission-recover operation, but couples long-range rendezvous, close-range perception, carrier motion, aerodynamic interaction, and a discontinuous contact event. This paper presents an RTK-vision-guided reinforcement-learning framework in which a child UAV is physically transported by a larger carrier, takes off from the carrier while airborne, executes an independent sortie, returns to the carrier's current position, redocks, and subsequently descends with the carrier. Both vehicles carry RTK-GNSS, and the carrier continuously shares its navigation state with the child. Near the recovery deck, RTK remains active while a downward-facing camera with a fiducial marker detector provides marker-relative alignment cues. A proximal policy optimization (PPO) policy governing the terminal recovery phase is trained in a physics-based MuJoCo simulation environment with explicit sensor noise models, an aerodynamic disturbance surrogate, and marker-latency randomization, then transferred to hardware. PX4 retains low-level stabilization, and a deterministic safety gate authorizes descent independently of the learned policy. The PPO checkpoint achieves 99.55% success over 2,000 held-out randomized terminal episodes, compared with 78.4% for a tuned PD baseline under identical conditions, with a median planar terminal error of 6.62 cm. Across 14 outdoor trials, the full mission succeeds in 13 trials (92.9%), spanning both near-region recovery and recovery after the carrier translates away from the release point. The results demonstrate a complete autonomous aerial deployment-and-recovery cycle rather than an isolated landing maneuver, establishing a practical basis for reusable carrier-child operation in inspection, surveillance, and mobile-logistics applications.
- Abstract(参考訳): 小型無人航空機(UAV)の移動空母への自律的な回収は、再利用可能な配備・回収操作を可能にするが、長距離ランデブー、近距離認識、空母運動、空力相互作用、不連続接触イベントを2つに結合する。
本稿では,大型キャリアが子どものUAVを物理的に輸送し,空輸中にキャリアから離陸し,独立したソートを実行し,キャリアの現在の位置に戻り,リドックスを行い,その後キャリアに降下するRTKビジョン誘導型強化学習フレームワークを提案する。
両車両ともRTK-GNSSを搭載しており、移動状態は子供と継続的に共有されている。
回収デッキの近くでは、RTKは引き続き活動的であり、下向きのカメラとフィデューシャルマーカー検出器はマーカー相対アライメントの手がかりを提供する。
物理ベースの MuJoCo シミュレーション環境において, センサノイズモデル, 空力的外乱サロゲート, マーカー-遅延ランダム化を用いたPPOポリシをトレーニングし, ハードウェアに転送する。
PX4は低レベルの安定化を維持し、決定論的安全ゲートは学習されたポリシーとは独立して降下を認可する。
PPOチェックポイントは2000回の無作為終端エピソードに対して99.55%成功し、同じ条件下で調整されたPDベースラインでは78.4%、中央値の平面終端誤差は6.62cmである。
14回の野外試験で、完全なミッションは13回の試験(92.9%)に成功し、空母が解放地点から移動した後、近距離での回復と回復の両方にまたがる。
この結果は、単独の着陸操作ではなく、完全な自律的な空中展開と回収のサイクルを実証し、検査、監視、モバイル・ロジスティクスの応用における再利用可能な空母子運用の実践的基盤を確立した。
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