كنترل آرايش ربات‌هاي هوايي در مسير معين مبتني بر پردازش تصوير در شرايط نارسايي ارتباطي ميان عضوي

Vision-Based Formation Flight Control of Aerial Robots in Communication Failure Condition

در اين مقاله به كنترل آرايش مبتني بر پردازش تصوير يك آرايش راهبر-پيرو در شرايط نارسايي ارتباطي بين عضوها پرداخته شده است. عضو پيرو بدون نياز به ارتباط مخابراتي، صرفاً با حسگر تصويري و پردازش تصويرهاي آن، زاويه خط ديد و فاصله خود نسبت به ربات هوايي راهبر را به دست آورده و با استفاده از آن‌ها سرعت و زاويه مسير آن عضو را محاسبه مي‌كند. با استفاده از روش كنترلي مدل پيش‌بين، حتي در شرايطي كه ارتباط تصويري بين دو عضو دچار اختلال مي‌شود آرايش پروازي كنترل شده و عضو پيرو در فاصله و زاويه مطلوب نسبت به عضو راهبر به پرواز خود ادامه داده است. ورودي‌هاي سيستم كنترل عضو پيرو به صورت شتاب‌هاي مماس و عمود بر بردار سرعت به دست آمده است. نتايج شبيه‌سازي ارايه شده، كنترل آرايش را هم در حالت بدون نارسايي ارتباطي و هم با وجود اين نارسايي نشان مي‌دهد.

In this paper, the vision based formation control of a leader-follower aerial robotic system is discussed while communication failure between the robots is considered. Based on vision sensors and image processing computations, without any need to further communications, the follower robot obtains the line of sight angle and the corresponding distance from the leader. These information are used to calculate the leader speed and its path angle. Using model predictive control method, it is shown that even in the presence of communication failure between the robots, the flight formation can be controlled while the follower moves along the desired relative angle and keeps the corresponding distance. To this end, the control inputs are obtained in terms of normal and tangential acceleration of the follower. Simulation results show a good performance of the proposed model predictive controller in both ordinary, and communication failure conditions.