論文の概要: Constraint-Unified MPC for Over-Actuated Surface Vehicles with Post-Detection Fault Reconfiguration
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.21046v1
- Date: Thu, 17 Sep 2026 20:05:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-21 18:40:16.766975
- Title: Constraint-Unified MPC for Over-Actuated Surface Vehicles with Post-Detection Fault Reconfiguration
- Title（参考訳）: 検出後故障再構成による過動表面車両の拘束統一型MPC
- Abstract要約: 振り付けされた水上パフォーマンスは、スラスター毎の力とレート制限の下で正確な経路を追跡するために、小さな自律的な表面車両を必要とする。
本報告では,スラスタ毎のトラジェクティブトラッキング,推力配分,スラスタ毎の力及びレート制限を,スラスタ毎のコマンドに対する1つの二次プログラムで解決するデプロイシステムについて報告する。
このシステムは、チューリッヒ湖でのライブパフォーマンスと、ヴェネツィアで開催されたTime Space Existence 2025の展示を推進してきた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.2474447294962676
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Choreographed aquatic performances require small autonomous surface vehicles to track precise paths under per-thruster force and rate limits, including after thruster failures. We report a deployed system in which trajectory tracking, thrust allocation, and the per-thruster force and rate limits are resolved in a single quadratic program over the per-thruster commands, with fault reconfiguration entering through one binary flag per thruster from an external detector. The system has driven a fleet in live performances on Lake Zürich and at the Time Space Existence 2025 exhibition in Venice. The field campaign measures 1.6 cm root mean square position error in a 10-minute hold and 4.3 cm over a 10 m square at 0.6 m/s. At 0.5 m/s, losing the front thruster increases the error to 11.6 cm, while losing the starboard-side thruster increases it to 11.5 cm. Losing two thrusters simultaneously leaves the craft tracking a 0.4 m/s square with a root mean square position error of 1.25 m. Compared to our own cascaded baseline, the unified formulation tracks the nominal square to the same few centimeters and holds station more tightly with roughly half the thruster force. The architectures separate after a thruster failure, where the unified controller stays within 24 cm of the reference path while the cascade leaves it.
- Abstract（参考訳）: 振り付けされた水上パフォーマンスは、スラスタ毎の力と速度制限の下で正確な経路を追跡するために小さな自律的な表面車両を必要とする。
トラジェクティブトラッキング,スラスタ割り当て,スラスタ毎の力及びレート制限をスラスタ毎のコマンド上の1つの2次プログラムで解決し,外部検出器からスラスタ毎の1つのバイナリフラグを介して障害再構成を行うシステムについて報告する。
このシステムはチューリッヒ湖でのライブ公演や、ヴェネツィアで開催されたTime Space Existence 2025の展覧会で活躍している。
フィールド・キャンペーンは、10分間のホールドで1.6cmの根の平均平方位置誤差を計測し、0.6m/sで10m2の上の4.3cmを計測した。
0.5 m/sでは、フロントスラスタを失うと誤差は11.6 cmに増加し、スターボード側のスラスタを失うと11.5 cmに増加する。
同時に2基のスラスタが失われたため、船体は0.4m/sの正方形を追尾し、ルート平均正方形位置誤差は1.25mである。
当社のカスケードベースラインと比較して、統一された定式化は、名目正方形を数センチメートルまで追跡し、ほぼ半分の推力でステーションをよりしっかりと保持する。
アーキテクチャはスラスタの故障後に分離され、統一されたコントローラは参照パスの24cm以内に留まり、カスケードはそれを離れる。
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