Collaborative control of aerial robots (drones) for co-manipulating flexible objects (ropes)

Aerial robots like quad-copters and their ability to move freely into indoor and confined spaces is a cause of an advantage compared to other mobile robots. Though, they are not able to carry heavy payloads which leads to the need of having many of them collaborate in order to carry the final payloa...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Σταματόπουλος, Μάριος Νεκτάριος
Άλλοι συγγραφείς: Stamatopoulos, Marios Nektarios
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2022
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:https://nemertes.library.upatras.gr/handle/10889/23327
id nemertes-10889-23327
record_format dspace
spelling nemertes-10889-233272022-10-06T17:54:49Z Collaborative control of aerial robots (drones) for co-manipulating flexible objects (ropes) Συνεργατικός έλεγχος εναέριων ρομπότ (drones) για τον χειρισμό εύκαμπτων αντικειμένων (σχοινιά) Σταματόπουλος, Μάριος Νεκτάριος Stamatopoulos, Marios Nektarios Drones Ropes Path planning Catenary Τετρακόπτερα Σχοινία Καδένα Προβλεπτικός έλεγχος Aerial robots like quad-copters and their ability to move freely into indoor and confined spaces is a cause of an advantage compared to other mobile robots. Though, they are not able to carry heavy payloads which leads to the need of having many of them collaborate in order to carry the final payload which is usually hanging in a string connecting them. The current literature is mostly focused on the control and the dynamics of these formations but the problem of them flying through confined environments and obstacles with holes without crashing and maintaining a successful lift has not been solved yet. So a path planning scheme is introduced which utilizes the full capabilities of the formation consisting of two drones carrying a rope. It is able to reduce the degrees of freedom for the planning from twelve to six which are the position and the yaw of the formation, the copters’ distance and the angle they form with the axis parallel to the ground. Both static planning through complex obstacles (tunnel, a wall with a small hole, etc.) and real-time planning with dynamically changing obstacles were carried out utilizing two mini quad-copters (Crazyflies). The experiments prove the feasibility of the structure in both cases and set the foundations for further use in bigger payloads and copters Τα τελευταία χρόνια όλο και περισσότερες εφαρμογές χρησιμοποιούν drone χάρει της ευελιξίας και της ικανότητας του να επιχειρούν αποστολές που είναι ανέφικτες από επίγεια ρομπότ. Επιπλέον πολλές φορές χρειάζεται να γίνει μεταφορά φορτίου από αυτά και λόγω της μικρής ζωής της μπαταρίας τους, ένα μόνο δεν είναι ικανό να το μεταφέρει. Συνεπώς προκύπτει η ανάγκη να υπάρχουν δύο ή περισσότερα και να συνεργάζονται μεταξύ τους με σκοπό την ανύψωση του φορτίου και την μετακίνηση του. Ακόμα με την χρήση πολλαπλών drones δίνεται η δυνατότητα ρύθμισης του σχηματισμού του συστήματος σχοινιού-drones. Ειδικότερα, το πρόβλημα το οποίο πρόκειται να επιλυθεί είναι η μεταφορά εύκαμπτων αντικειμένων από δύο τετρακόπτερα. Συγκεκριμένα, 2 μη επανδρωμένα ιπτάμενα τετρακόπτερα μικρού μεγέθους έχουν τοποθετημένο στην κάτω μεριά του σώματός τους ένα σχοινί και συνεργάζονται μεταξύ τους ώστε να το μεταφέρουν από μια αρχική σε μια τελική θέση αποφεύγοντας τόσο στατικά όσο και δυναμικά εμπόδια. Απώτερος σκοπός είναι να επιτευχθεί η μεταφορά κρατώντας το σύστημα σε πτήση και διατηρώντας ένα μονοπάτι δίχως συγκρούσεις των τετρακοπτέρων είτε μπερδεμάτων του σχοινιού. 2022-10-05T10:16:43Z 2022-10-05T10:16:43Z 2022-09-26 https://nemertes.library.upatras.gr/handle/10889/23327 en Attribution-NonCommercial 3.0 United States http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/us/ application/pdf
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Drones
Ropes
Path planning
Catenary
Τετρακόπτερα
Σχοινία
Καδένα
Προβλεπτικός έλεγχος
spellingShingle Drones
Ropes
Path planning
Catenary
Τετρακόπτερα
Σχοινία
Καδένα
Προβλεπτικός έλεγχος
Σταματόπουλος, Μάριος Νεκτάριος
Collaborative control of aerial robots (drones) for co-manipulating flexible objects (ropes)
description Aerial robots like quad-copters and their ability to move freely into indoor and confined spaces is a cause of an advantage compared to other mobile robots. Though, they are not able to carry heavy payloads which leads to the need of having many of them collaborate in order to carry the final payload which is usually hanging in a string connecting them. The current literature is mostly focused on the control and the dynamics of these formations but the problem of them flying through confined environments and obstacles with holes without crashing and maintaining a successful lift has not been solved yet. So a path planning scheme is introduced which utilizes the full capabilities of the formation consisting of two drones carrying a rope. It is able to reduce the degrees of freedom for the planning from twelve to six which are the position and the yaw of the formation, the copters’ distance and the angle they form with the axis parallel to the ground. Both static planning through complex obstacles (tunnel, a wall with a small hole, etc.) and real-time planning with dynamically changing obstacles were carried out utilizing two mini quad-copters (Crazyflies). The experiments prove the feasibility of the structure in both cases and set the foundations for further use in bigger payloads and copters
author2 Stamatopoulos, Marios Nektarios
author_facet Stamatopoulos, Marios Nektarios
Σταματόπουλος, Μάριος Νεκτάριος
author Σταματόπουλος, Μάριος Νεκτάριος
author_sort Σταματόπουλος, Μάριος Νεκτάριος
title Collaborative control of aerial robots (drones) for co-manipulating flexible objects (ropes)
title_short Collaborative control of aerial robots (drones) for co-manipulating flexible objects (ropes)
title_full Collaborative control of aerial robots (drones) for co-manipulating flexible objects (ropes)
title_fullStr Collaborative control of aerial robots (drones) for co-manipulating flexible objects (ropes)
title_full_unstemmed Collaborative control of aerial robots (drones) for co-manipulating flexible objects (ropes)
title_sort collaborative control of aerial robots (drones) for co-manipulating flexible objects (ropes)
publishDate 2022
url https://nemertes.library.upatras.gr/handle/10889/23327
work_keys_str_mv AT stamatopoulosmariosnektarios collaborativecontrolofaerialrobotsdronesforcomanipulatingflexibleobjectsropes
AT stamatopoulosmariosnektarios synergatikoselenchosenaeriōnrompotdronesgiatoncheirismoeukamptōnantikeimenōnschoinia
_version_ 1771297244529557504