This paper presents the design, development, and testing of hardware-software systems by the IISc-TCS team for Challenge 1 of the Mohammed Bin Zayed International Robotics Challenge 2020. The goal of Challenge 1 was to grab a ball suspended from a moving and maneuvering UAV and pop balloons anchored to the ground, using suitable manipulators. The important tasks carried out to address this challenge include the design and development of a hardware system with efficient grabbing and popping mechanisms, considering the restrictions in volume and payload, design of accurate target interception algorithms using visual information suitable for outdoor environments, and development of a software architecture for dynamic multi-agent aerial systems performing complex dynamic missions. In this paper, a single degree of freedom manipulator attached with an end-effector is designed for grabbing and popping, and robust algorithms are developed for the interception of targets in an uncertain environment. Vision-based guidance and tracking laws are proposed based on the concept of pursuit engagement and artificial potential function. The software architecture presented in this work proposes an Operation Management System (OMS) architecture that allocates static and dynamic tasks collaboratively among multiple UAVs to perform any given mission. An important aspect of this work is that all the systems developed were designed to operate in completely autonomous mode. A detailed description of the architecture along with simulations of complete challenge in the Gazebo environment and field experiment results are also included in this work. The proposed hardware-software system is particularly useful for counter-UAV systems and can also be modified in order to cater to several other applications.


翻译:本文介绍了IISc-TCS2020年Mohammed Bin Zayed国际机器人挑战挑战1挑战1小组设计、开发和测试硬件软件系统的情况。挑战1的目标是利用适当的操纵机,抓住从移动和操纵无人驾驶飞行器和弹球固定在地面上的一个球,利用适当的操纵器,抓住一个从移动和操纵无人驾驶飞行器和弹出气球悬浮到地面的球。为应付这一挑战而执行的重要任务包括设计和开发一个硬件系统,配备高效抓捕和弹出机制,考虑数量和有效载荷的限制,利用适合户外环境的视觉信息设计准确的目标截取算法,为执行复杂动态飞行任务的动态多试管航空系统开发一个软件结构。在本文件中,一个带有最终效应器的单一程度的自由操纵器,为在不确定环境中截取目标而开发了强有力的算法。基于愿景的指导和跟踪法是根据追求接触和人造潜力功能的概念提出的。本工作中提出的一个实用的操作管理系统架构,在多个UAVS系统之间合作分配固定和动态任务,以执行复杂的动态飞行任务。在任何特定任务中,一个特殊的自动操作系统的重要方面,也是在现场设计中设计一个完整的系统。在现场设计中设计中设计中,一个重要的工作结构中,这个结构中,一个重要方面,一个包括了整个系统,一个完整的系统,一个完整的系统可以操作系统,一个完整的操作。一个完整的系统,一个完整的系统,用于整个系统,用于整个系统,一个完整的系统,一个完整的系统,一个完整的系统,一个完整的操作。

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