Fast Traction Control of Rovers on Prescribed Dynamic Trajectories with Wheel-Fighting Consideration
Notice bibliographique
Résumé
To reliably localize and control wheeled autonomous rovers, their controllers must keep the wheels away from traction loss. In this paper, we develop a fast and practical traction control system for rovers that track dynamic trajectories on rough firm terrains, leveraging their normally existing redundant control directions. Trajectory-tracking performance is guaranteed by input-output linearizing a nonholonomic model of the system and employing an appropriate stabilizing control law. We propose a novel methodology to optimally lift the control signals at the rover’s output level to determine the control actions that enhance the system’s traction without affecting the tracking performance. The methodology uses the knowledge of wheels’ friction coefficients and estimation of normal and tractive forces based on a nonholonomic rover model to optimally distribute the tractive forces among the wheels. The novelty is in redefining the optimization problem in both lateral and longitudinal directions that require minimum information about wheel-ground interactions and leads to linear optimality conditions. We define the notion of total required force/moment at system’s center of mass to (i) introduce reference directions for tractive forces in the proposed cost functions, and (ii) identify the rover wheels fighting against the motion. To prevent wheel-fighting, we find sub-optimal solutions that suppress tractive forces at the fighting wheels. The proposed traction control system is implemented on a six-wheel autonomous Lunar rover and its efficacy is investigated by a developed software-in-the-loop simulation environment using Vortex Studio. This software simulates a 3-dimensional digital twin of the system, with different terrain and tire model options. When compared to the conventional pseudo-inverse solution, the developed traction controller demonstrates improved overall traction and it saves the rover from traction loss.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».