論文の概要: Nested Field-of-View Barriers for Teleoperated Multi-Robot Relay Chains
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.05074v1
- Date: Tue, 03 Nov 2026 15:37:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-07 14:39:27.237065
- Title: Nested Field-of-View Barriers for Teleoperated Multi-Robot Relay Chains
- Title（参考訳）: 遠隔操作型マルチロボットリレーチェイン用Nested Field-of-View Barrier
- Abstract要約: 遠隔操作されたリーダーに続いて、固定された基地局に視線を中継する自律ロボットの連鎖が続く。
厳密な可視性制約は接続性を保証するが、独立した運動目標を持たない追従者は静止している。
当社のフレームワークは、ネストしたハードソフトな可視性制約を通じて、この競合を解決する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: Teleoperation of mobile robots in communication-denied environments requires maintaining a communication link while allowing the operator to maneuver freely. We propose a shared-autonomy framework in which a teleoperated leader is followed by a chain of autonomous robots that relays a line of sight to a fixed base station, a geometric proxy for the link. Connectivity is enforced geometrically through visibility-based Control Barrier Functions (CBFs), with each agent computing its control input locally through a quadratic program. A strict visibility constraint guarantees connectivity, but a follower with no independent motion objective remains stationary, stalling the leader at the boundary of the safe set. Relaxing it preserves mobility at the cost of the guarantee. Our framework resolves this conflict through nested hard-soft visibility constraints: a full field-of-view (FoV) constraint enforced strictly to guarantee connectivity and a contracted FoV constraint imposed on each follower as a relaxed behavioral objective that drives it inward before the connectivity boundary is reached. We prove feasibility of the local quadratic programs and forward invariance of the connected, collision-free set under the resulting distributed controller. The contraction parameter shapes follower behavior without affecting the guarantee, which follows from the strict constraint alone. The framework is evaluated in confined and cluttered environments on two simulated systems: a kinematic integrator and software-in-the-loop Crazyflie quadrotors. Compared with a baseline tuned to reach the goal in comparable time, the framework keeps the links far closer to the connected set and moves the followers less.
- Abstract（参考訳）: 通信環境における移動ロボットの遠隔操作には,操作者が自由に操作できるように,通信リンクの維持が必要である。
本稿では,遠隔操作型リーダに,視線を固定基地局に中継する自律ロボットの連鎖を追従する共有自律化フレームワークを提案する。
接続性は可視性に基づく制御バリア関数(CBF)を通して幾何学的に強制され、各エージェントは2次プログラムを介してその制御入力をローカルに演算する。
厳密な可視性制約は接続性を保証するが、独立した運動目標を持たないフォロワーは静止しており、安全セットの境界でリーダーを停止させる。
保証を犠牲にして移動性を保ちます。
接続性を保証するために厳格に強制されたフルフィールド・オブ・ビュー(FoV)制約と、接続境界に達する前に内向きに駆動する緩和された行動目的として各フォロワーに課される契約されたFoV制約である。
本研究では、局所二次プログラムの実現可能性と、結果の分散制御の下での接続された衝突のない集合の前方不変性を示す。
収縮パラメータは、厳密な制約のみから続く保証に影響を与えることなく、フォロワーの振る舞いを形作る。
このフレームワークは、キネマティックインテグレータとソフトウェア・イン・ザ・ループのクレイジーフリー・クオーターという2つのシミュレートされたシステム上で、閉じ込められた、あるいは散らばった環境で評価される。
目標を達成するために調整されたベースラインと比較して、このフレームワークはリンクを接続されたセットにはるかに近く保ち、フォロワーを少なくする。
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