論文の概要: CBF-Based Control Allocation for Omnidirectional Tiltrotor Aerial Robots
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.22057v1
- Date: Thu, 15 Oct 2026 15:22:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-17 06:09:33.156875
- Title: CBF-Based Control Allocation for Omnidirectional Tiltrotor Aerial Robots
- Title（参考訳）: CBFによる一方向ティルトロレータ空中ロボットの制御配置
- Abstract要約: アクティブに傾く空中ロボットは6次元レンチを生成することができるが、遅いサーボ応答は、再構成時に所望のレンチを無効にすることができる。
本稿では,有界サーボ構成ミスマッチ下でのレンチ実現性を維持する制御バリア関数(CBF)アロケータを開発する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.505365266689051
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Actively tilting aerial robots can generate six-dimensional wrenches, but slow servo response can make a desired wrench infeasible during reconfiguration. This paper develops a control barrier function (CBF) allocator that preserves wrench feasibility under bounded servo-configuration mismatch. An exact equivalent-wrench identity connects the thrust required at nominal and actual configurations. For a nonsingular six-channel allocation map, inverse allocation reduces robust wrench containment to twelve thrust margins tightened by an ellipsoidal reserve. Their complete derivatives yield a six-variable servo-rate quadratic program, followed by differential thrust allocation for tracking. A conditional forward-invariance result establishes actual-configuration feasibility under reserve coverage, feasible initialization, and admissible CBF inputs. A complementary MuJoCo study evaluates a measured-angle implementation against geometric, augmented differential, and normalized differential allocation in circular and cartwheel maneuvers, with and without disturbances. The proposed implementation achieves lower position error in all four recorded scenarios, with an attitude tradeoff in circular tracking. During the disturbed cartwheel, the desired wrench is feasible at all 1751 stored samples of continuous rotation; baseline violation rates range from 60.8% to 100%. These comparisons evaluate sampled feasibility; validation of the nominal-trajectory certificate requires nominal-state and reserve-coverage records.
- Abstract（参考訳）: アクティブに傾く空中ロボットは6次元レンチを生成することができるが、遅いサーボ応答は、再構成時に所望のレンチを無効にすることができる。
本稿では,有界サーボ構成ミスマッチ下でのレンチ実現性を維持する制御バリア関数(CBF)アロケータを開発する。
正確な等価レンチ単位は、名目および実際の構成で必要とされる推力を接続する。
非特異な6チャネルアロケーションマップでは、逆アロケーションはロバストレンチの封じ込めを楕円型リザーブによって締め付けられた12のスラストマージンに還元する。
完全な派生型は6変数のサーボレート二次プログラムを生成し、続いて追跡のための差分推力割り当てを行う。
条件付き前方分散結果は、予約範囲、実現可能な初期化、許容可能なCBF入力の下での実際の構成可能性を確立する。
相補的な MuJoCo 実験では, 乱れの有無にかかわらず, 円形および荷車操縦における幾何的, 拡張微分, 正規化微分アロケーションに対する測定角度実装を評価した。
提案手法は4つのシナリオすべてにおいて低位置誤差を実現する。
乱れたカートホイールの間、所望のレンチは連続的な回転の1751個のサンプルで実現可能であり、ベースライン違反率は60.8%から100%である。
これらの比較は、サンプルの有効性を評価し、名目軌道証明の検証には、名目状態と予備被覆記録が必要である。
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