A Time and Place to Land: Online Learning-Based Distributed MPC for Multirotor Landing on Surface Vessel in Waves
Notice bibliographique
Résumé
Landing a multirotor unmanned aerial vehicle (UAV) on an uncrewed surface vessel (USV) extends the operational range and offers recharging capabilities for maritime and limnology applications, such as search-and-rescue and environmental monitoring. However, autonomous UAV landings on USVs are challenging due to the unpredictable tilt and motion of the vessel caused by waves. This movement introduces spatial and temporal uncertainties, complicating safe, precise landings. Existing autonomous landing techniques on unmanned ground vehicles (UGVs) rely on shared state information, often causing time delays due to communication limits. This paper introduces a learning-based distributed Model Predictive Control (MPC) framework for autonomous UAV landings on USVs in wavelike conditions. Each vehicle's MPC optimizes for an artificial goal and input, sharing only the goal with the other vehicle. These goals are penalized by coupling and platform tilt costs, learned as a Gaussian Process (GP). We validate our framework in comprehensive indoor experiments using a custom-designed platform attached to a UGV to simulate USV tilting motion. Our approach achieves a 53 % increase in landing success compared to an approach that neglects the impact of tilt motion on landing. For accompanying video: https://youtu.be/g4cCmE9Rgxs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».