基于视觉的有限时间规定的性能控制,用于不合作的无人机目标追踪,受视野限制的限制

科学领域:

• 机器人和控制系统 机器人和控制系统
• 计算机视觉 计算机视觉
• 航空航天工程 航空航天工程

背景情况:

• 使用无人飞行器 (UAV) 追踪不合作的空中目标是具有挑战性的,因为视觉测量限制和不确定的初始状态.
• 传统的规定的性能控制器与未知的初始条件作斗争,需要新的控制策略来进行强大的跟踪.
• 使用车载单眼摄像头准确的相对状态估计对于有效的无人机与目标交互至关重要.

研究的目的:

• 为追踪不合作的空中目标的无人机开发基于视觉的有限时间规定的性能控制器.
• 为了应对未知的初始目标状态在规定的性能控制中的挑战.
• 为了确保无人机的相对位置在有限的时间内汇聚到规定的边界.

主要方法:

• 使用机载单眼摄像头来估计无人机和目标之间的相对状态.
• 提出了一个基于后退框架的强大的自适应控制器.
• 整合了辅助转换函数,非对称屏障利亚普诺夫函数 (ABLF) 和有限时间规定的性能函数,以在未知的初始条件下处理状态约束.

主要成果:

• 拟议的控制器保证闭环相对位置在预设的转换时间之前达到规定的性能.
• 相对位置在有限的设置时间内趋于规定的稳定状态误差.
• 模拟示例验证了针对无人机的拟议追踪算法的有效性.

结论:

• 开发的基于视觉的有限时间规定的性能控制器有效地处理无人机跟踪不合作目标的未知初始状态.
• 控制器确保了稳健的性能和有限时间的融合,克服了传统方法的局限性.
• 这项研究在复杂的空中追击场景中提高了无人机能力.