Towards Safe Human-Quadrotor Interaction: Mixed-Initiative Control via Real-Time NMPC

模型预测控制 工作区 控制器(灌溉) 方案(数学) 任务(项目管理) 计算机科学 二次规划 序列二次规划 控制理论(社会学) 控制(管理) 功能(生物学) 机器人 控制工程 数学优化 工程类 人工智能 数学 数学分析 系统工程 进化生物学 农学 生物
作者
Bárbara Barros Carlos,Antonio Franchi,Giuseppe Oriolo
出处
期刊:IEEE robotics and automation letters 卷期号:6 (4): 7611-7618 被引量:2
标识
DOI:10.1109/lra.2021.3096502
摘要

This article presents a novel algorithm for blending human inputs and automatic controller commands, guaranteeing safety in mixed-initiative interactions between humans and quadrotors. The algorithm is based on nonlinear model predictive control (NMPC) and involves using the state solution to assess whether safety- and/or task-related rules are met to mix control authority. The mixing is attained through the convex combination of human and actual robot costs and is driven by a continuous function that measures the rules' violation. To achieve real-time feasibility, we rely on an efficient real-time iteration (RTI) variant of a sequential quadratic programming (SQP) scheme to cast the mixed-initiative controller. We demonstrate the effectiveness of our algorithm through numerical simulations, where a second autonomous algorithm is used to emulate the behavior of pilots with different skill levels. Simulations show that our scheme provides suitable assistance to pilots, especially novices, in a workspace with obstacles while bolstering computational efficiency.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
cocolu应助ikun采纳,获得10
刚刚
养恩完成签到,获得积分10
1秒前
温暖幻桃发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
6秒前
7秒前
单薄惜文应助eiiinx1采纳,获得10
9秒前
友好飞松完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
hahaha发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
WYL完成签到,获得积分20
14秒前
MROU发布了新的文献求助20
18秒前
WYL发布了新的文献求助10
19秒前
FashionBoy应助今天不加班采纳,获得10
19秒前
koh完成签到,获得积分10
20秒前
Ava应助hahaha采纳,获得10
21秒前
19应助金金金采纳,获得10
21秒前
毛豆应助一拳一个奋斗逼采纳,获得10
22秒前
英俊的铭应助lungCA采纳,获得10
24秒前
江边鸟完成签到 ,获得积分10
26秒前
xin完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
28秒前
FIN应助叶绿体薄膜采纳,获得10
31秒前
33秒前
尹俊采完成签到,获得积分10
34秒前
Friday完成签到 ,获得积分10
36秒前
azzz完成签到,获得积分10
38秒前
38秒前
cocolu应助藏续采纳,获得10
41秒前
42秒前
42秒前
肖智议发布了新的文献求助10
43秒前
hygge完成签到 ,获得积分10
44秒前
单薄惜文应助英勇代荷采纳,获得10
45秒前
yhandsome完成签到,获得积分10
45秒前
45秒前
yhandsome发布了新的文献求助10
48秒前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Cognitive Paradigms in Knowledge Organisation 2000
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger Heßler, Claudia, Rud 1000
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 1000
Natural History of Mantodea 螳螂的自然史 1000
A Photographic Guide to Mantis of China 常见螳螂野外识别手册 800
How Maoism Was Made: Reconstructing China, 1949-1965 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 量子力学 冶金 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3316053
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2947746
关于积分的说明 8538269
捐赠科研通 2623822
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1435514
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 665607
邀请新用户注册赠送积分活动 651454