Article (Périodiques scientifiques)
A Hybrid Modelling Approach For Aerial Manipulators
KREMER, Paul; SANCHEZ LOPEZ, Jose Luis; VOOS, Holger
2022In Journal of Intelligent and Robotic Systems
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Détails



Mots-clés :
UAV; Modeling; Aerial manipulation
Résumé :
[en] Aerial manipulators (AM) exhibit particularly challenging, non-linear dynamics; the UAV and its manipulator form a tightly coupled dynamic system, mutually impacting each other. The mathematical model describing these dynamics forms the core of many solutions in non-linear control and deep reinforcement learning. Traditionally, the formulation of the dynamics involves Euler angle parametrization in the Lagrangian framework or quaternion parametrization in the Newton-Euler framework. The former has the disadvantage of giving birth to singularities and the latter being algorithmically complex. This work presents a hybrid solution, combining the benefits of both, namely a quaternion approach leveraging the Lagrangian framework, connecting the singularity-free parameterization with the algorithmic simplicity of the Lagrangian approach. We do so by offering detailed insights into the kinematic modeling process and the formulation of the dynamics of a general aerial manipulator. The obtained dynamics model is validated experimentally against a real-time physics engine. A practical application of the obtained dynamics model is shown in the context of a computed torque feedback controller (feedback linearization), where we analyze its real-time capability with increasingly complex AM models.
Disciplines :
Sciences informatiques
Auteur, co-auteur :
KREMER, Paul ;  University of Luxembourg > Faculty of Science, Technology and Medicine (FSTM) > Automation
SANCHEZ LOPEZ, Jose Luis  ;  University of Luxembourg > Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SNT) > Automation
VOOS, Holger  ;  University of Luxembourg > Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SNT) > Automation
Co-auteurs externes :
no
Langue du document :
Anglais
Titre :
A Hybrid Modelling Approach For Aerial Manipulators
Date de publication/diffusion :
20 juillet 2022
Titre du périodique :
Journal of Intelligent and Robotic Systems
ISSN :
0921-0296
eISSN :
1573-0409
Maison d'édition :
Springer, Dordrecht, Pays-Bas
Peer reviewed :
Peer reviewed vérifié par ORBi
Projet européen :
H2020 - 10101725 - SESAME
Organisme subsidiant :
CE - Commission Européenne
European Union
Disponible sur ORBilu :
depuis le 10 janvier 2023

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