飞行作业机器人的视觉伺服跟踪与物理交互导纳控制
陈彦杰1
兰立民1
吴杨宁1
张辉2
王耀南3
1.福州大学机械工程及自动化学院,福建 福州 3501082.湖南大学机器人学院,湖南长沙 4100823.湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙 410082
摘要：飞行作业机器人在执行动态目标跟踪及物理交互作业时,通常存在速度信息难获取、跟踪控制速度慢和物理交互扰动强等问题.本文首先针对速度信息难获取问题,设计了一种基于图像动力学的自适应速度观测器,通过估计飞行作业机器人与动态目标之间的相对速度,降低了速度信息测量的噪声与误差;然后,考虑跟踪控制速度慢问题,设计了有限时间内收敛的非奇异快速终端滑模视觉伺服控制方法,实现了动态目标的稳定跟踪;接着,考虑物理交互作业时机载机械臂对飞行作业机器人造成的强扰动问题,提出了一种具有自适应上界估计能力的机械臂反演导纳控制策略,在降低力传感器噪声影响的基础上,实现了持续物理交互时的柔顺控制性能;最后,在仿真平台与真实实验场景中设计动态目标跟踪及物理交互作业实验.结果表明,所提出方法可在无动态目标相对速度信息的情况下实现快速视觉伺服跟踪效果,并在与人发生物理交互时实现稳定的控制性能.
关键词：飞行作业机器人视觉伺服非奇异快速终端滑模控制反演控制自适应控制
论文发表日期：2025-07-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 1367-1378 )
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