入力状態安全制御バリア関数を用いた視覚フィードバック制御

カテゴリ: 論文誌(論文単位)

グループ名: 【C】電子・情報・システム部門

発行日: 2024/04/01

タイトル(英語): Visual Feedback Control With an Input-to-State Safe Control Barrier Function

著者名: 村尾　俊幸（金沢工業大学工学部），岡田　海翔（金沢工業大学大学院工学研究科），河合　宏之（金沢工業大学工学部），伊吹　竜也（明治大学理工学部）

著者名(英語): Toshiyuki Murao (College of Engineering, Kanazawa Institute of Technology), Kaito Okada (Graduate Program in Mechanical Engineering, Kanazawa Institute of Technology), Hiroyuki Kawai (College of Engineering, Kanazawa Institute of Technology), Tatsuya Ibuki (School of Science and Technology, Meiji University)

キーワード: 視覚フィードバック制御，制御バリア関数，入力状態安全性，制御リアプノフ関数，楕円柱，障害物回避　　visual feedback control，control barrier function，input-to-state safety，control Lyapunov function，elliptic cylinder，obstacle avoidance

要約(英語): In this paper, we present a visual feedback control method via an input-to-state safe control barrier function (ISSf-CBF). The control objective is that a camera-mounted mobile robot achieves the desired relative pose to a target object with avoiding any elliptic cylinder obstacles under input disturbances. First, we derive a visual feedback error system with visual motion observers to discuss stability via the Lyapunov method. Through the kinematic model for a relative rigid body, we design an ISSf-CBF for elliptic cylinder obstacle avoidance under input disturbances. Next, we present a control Lyapunov function (CLF) for the visual feedback error system. By using the ISSf-CBF and the CLF, we discuss a unified quadratic program formulation that connects the safety and the stability for pose control of a camera-mounted mobile robot under input disturbances. Finally, simulation and experimental results confirm the validity of the proposed ISSf-CBF control method compared to the other one which only achieves the desired pose.

本誌: 電気学会論文誌C（電子・情報・システム部門誌） Vol.144 No.4 （2024） 特集Ⅰ：量子・情報・エレクトロニクスの医療/ヘルスケア応用　特集Ⅱ：電子回路関連技術

本誌掲載ページ: 353-362 p

原稿種別: 論文／日本語

電子版へのリンク: https://www.jstage.jst.go.jp/article/ieejeiss/144/4/144_353/_article/-char/ja/