Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Titolo
Control Barrier Functions for Quadcopter Obstacle Avoidance
Dipartimento
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA ROBOTICA E DELL'AUTOMAZIONE
Riassunto (Italiano)
L'elaborato affronta l'analisi di metodi di controllo basati su "Control Barrier Functions" per garantire la sicurezza nel contesto di un quadricottero comandato a distanza. Elemento chiave di ognuno dei controlli proposti è la definizione di una funzione che rappresenti lo stato di sicurezza del velivolo sfruttando al meglio le informazioni rese disponibili da un sensore LiDAR. Il sistema, partendo da una condizione ritenuta sicura, può muoversi nell'ambiente circostante lungo traiettorie che garantiscano la sua permanenza in uno stato di sicurezza; la mediazione tra obiettivi di performance e di sicurezza è affidata alla risoluzione di un problema di ottimo.
This paper presents a study about control methods based on "Control Barrier Functions" for guaranteeing safety of a remotely piloted quadcopter. Key element of each of the proposed controllers is the definition of a function that represents the current safety of the vehicle using as much information as possible from the data provided by a LiDAR sensor. The system, starting from a condition reputed safe, is allowed to move in the surrounding environment along trajectories which can guarantee that it remain in a safe state; the mediation between performance and safety objectives is left to the resolution of an optimization problem.
