論文の概要: DQ-MPCC: Dual-Quaternion MPCC for Quadrotor Racing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.36482v1
• Date: Tue, 29 Sep 2026 01:42:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-30 21:28:47.096194
• Title: DQ-MPCC: Dual-Quaternion MPCC for Quadrotor Racing
• Title（参考訳）: DQ-MPCC:二輪車用MPCC
• Abstract要約: 四輪車レースのためのDQ-MPCC(Dual-Quaternion Model Predictive Contouring Control)を提案する。 我々は,モンテカルロのソフトウェア・イン・ザ・ループシミュレーションと実世界のレースによるベースラインMPCCと比較した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4265768061206656
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quadrotor racing demands aggressive attitude and progress control while passing through every gate, and conventional quadrotor MPCC formulations state the prediction model in inertial coordinates and the attitude error in the body frame. We present a Dual-Quaternion Model Predictive Contouring Control (DQ-MPCC) for quadrotor racing in which the pose is a unit dual quaternion and the contouring errors are projected onto the tangent space of the dual quaternion manifold, expressed in the desired body frame: the same rigid-body dynamics as the conventional model, in unified pose-twist coordinates in the body frame. We compare DQ-MPCC against a baseline MPCC through Monte Carlo software-in-the-loop simulations and real-world racing on an eight-gate circuit of 11x4.5x3.65 m. With the same gains in simulation and hardware, DQ-MPCC keeps every crossing of its completed flights within the prescribed geometric margin, whereas the baseline exceeds it, its median worst-gate offset growing by 71.5% sim-to-real against a 10.1% decrease for DQ-MPCC. Among the configurations that keep every simulated gate crossing within the geometric margin, DQ-MPCC also reduces the minimum lap time by 6.7%, and by 10.5% in the real-world flights, while running onboard at 100 Hz.
• Abstract（参考訳）: クアドロターレースは各ゲートを通過しながらアグレッシブな姿勢と進行制御を要求し、従来のクアドロターMPCCの定式化では慣性座標の予測モデルとボディフレームの姿勢誤差を記述している。 本稿では,2重四元数列の2重四元数列と2重四元数列の接空間に重畳誤差を投影する四元数列に対するDQ-MPCC(Dual-Quaternion Model Predictive Contouring Control)を提案する。 我々はDQ-MPCCを,モンテカルロのソフトウェア・イン・ザ・ループシミュレーションと,11x4.5x3.65mの8ゲート回路を用いた実世界レースによるベースラインMPCCと比較した。 シミュレーションとハードウェアでも同様に上昇し、DQ-MPCCは完了した飛行の全てを所定の幾何マージン内に保持する一方、ベースラインはそれを超えるが、DQ-MPCCの10.1%の減少に対して、平均的な最低ゲートオフセットは71.5%増加している。 DQ-MPCCは、全ての模擬ゲート交差を幾何学的限界内に保持する構成の中で、最小ラップ時間を6.7%減らし、実際の飛行では10.5%減らし、100Hzで走行する。

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