論文の概要: ISB-NMPC: Interception-Oriented Spherical-Bearing Nonlinear Model Predictive Control for Quadrotors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.34789v1
• Date: Mon, 26 Oct 2026 03:31:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-27 22:27:13.726339
• Title: ISB-NMPC: Interception-Oriented Spherical-Bearing Nonlinear Model Predictive Control for Quadrotors
• Title（参考訳）: ISB-NMPC:擬似体に対する知覚指向球面受動非線形モデル予測制御
• Abstract要約: ストラップダウンカメラを装備したクアドロター・インターセプターは、未許可のUAVを物理的に対抗するための低コストのソリューションを提供する。 本稿では, 球面追従予測と非線形四重項動力学を結合した, インターセプション指向球面追従非線形モデル予測制御(ISB-NMPC)を提案する。 ISB-NMPCは86.7%のインターセプション成功率を達成し、評価されたコントローラの中では最高であり、平均目標視認時間は99.11%である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.096563242174376
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quadrotor interceptors equipped with strapdown cameras offer a low-cost solution for physically countering unauthorized UAVs. However, this configuration inherently couples vehicle maneuvering and camera pointing, creating a conflict between rapid closing and maintaining target visibility. We present interception-oriented spherical-bearing nonlinear model predictive control (ISB-NMPC), which couples spherical-bearing prediction with nonlinear quadrotor dynamics to jointly optimize target-directed closing motion and visibility. An attitude-compensated extended Kalman filter on S^2 estimates target bearing motion, compensates for perception delay, and predicts target bearings to guide scale-adaptive detection. Across 30 paired simulation trials, ISB-NMPC achieves an interception success rate of 86.7%, the highest among the evaluated controllers, with a mean per-trial target-visible time of 99.11%. Outdoor flights demonstrate acquisition of a 30 cm target at approximately 150 m, with interceptor speed reaching 17 m/s in the long-range flight and approximately 14 m/s while pursuing a quadrotor-towed maneuvering target. The software and hardware are open source at https://github.com/HOLYNOTBAD/ISB-NMPC and https://github.com/HOLYNOTBAD/holydrone, respectively.
• Abstract（参考訳）: ストラップダウンカメラを装備したクアドロター・インターセプターは、未許可のUAVを物理的に対抗するための低コストのソリューションを提供する。 しかし、この構成は本質的には車両の操作とカメラポインティングを結合し、迅速な閉鎖と目標視界の維持の衝突を引き起こす。 本稿では, 球面追従予測と非線形四重項ダイナミクスを併用し, 目標方向の閉運動と可視性を協調的に最適化する, インターセプション指向球面追従非線形モデル予測制御(ISB-NMPC)を提案する。 S^2上の姿勢補償拡張カルマンフィルタは、目標受動を推定し、知覚遅延を補償し、目標受動を予測し、スケール適応検出を誘導する。 30対のシミュレーション試験でISB-NMPCは86.7%のインターセプション成功率を達成した。 屋外飛行では、約150mで30cmの目標が達成され、インターセプターの速度は長距離飛行で17m/s、約14m/sに達した。 ソフトウェアとハードウェアはそれぞれhttps://github.com/HOLYNOTBAD/ISB-NMPCとhttps://github.com/HOLYNOTBAD/holydroneでオープンソースである。

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