空中グリッパー:勾配ベースのリアルタイム逆ゲーム予測・計画フレームワーク
Aerial GRIPPER: A Gradient-based Real-time Inverse-game Predictor and Planner
非協力的な標的を捕獲するため、不完全情報下の追跡・回避ゲームとして定式化し、標的のコストパラメータをオンライン推定しながら勾配ベースの逆ゲームソルバでリアルタイムに計画する空中グリッパーシステムを提案した。
著者: Zeshuai Chen, Meng Wang, Jindou Jia, Xiang Yu, Lei Guo
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Accurate capture of non-cooperative targets is critical. In an attempt to tackle this intractable challenge, an aerial gripper system integrated with a Gradient-based Real-time Inverse-game Predictor and PlannER (GRIPPER) framework is proposed. The interaction is formulated as a general-sum pursuit-evasion game under incomplete information. Specifically, underlying cost parameters of the target are inferred online, and the open-loop Nash equilibrium (OLNE) strategy is iteratively refined within a receding-horizon loop. To ensure high-frequency execution, a computationally friendly gradient-based inverse-game solver is developed. Without explicit computation of the Hessian inverse, the optimized solution is updated (> 50 Hz) based on implicit differentiation and fast Hessian-vector products. Meanwhile, an anti-disturbance controller is developed to overcome disturbances of uncertain payload and gripper actuation, enabling precise tracking of the planned trajectory and accurate grasping of the target. Simulations and real-world experiments illustrate the superior computational efficiency and task performance of GRIPPER. The task of capturing and delivering a non-cooperative target is accomplished, highlighting the robustness, adaptability, and real-time performance of the framework in highly adversarial scenarios.
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