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visual Object Tracking and servoing Control of a Nano-Scale Quadrotor:System,Algorithms,and Experiments

IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica 2021年第2期8卷 344-360页

作者： Yuzhen Liu Ziyang Meng Yao Zou Ming Cao the Department of Precision Instrument Tsinghua UniversityBeijing 100084China the School of Automation and Electrical Engineering University of Science and Technology BeijingBeijing 10083China the Institute of Engineering and Technology University of GroningenGroningen 9747AGThe Netherlands

There are two main trends in the development of unmanned aerial vehicle(UAV)technologies:miniaturization and intellectualization,in which realizing object tracking capabilities for a nano-scale UAV is one of the most challenging *** this paper,we present a visual object tracking and servoing control system utilizing a tailor-made 38 g nano-scale quadrotor.A lightweight visual module is integrated to enable object tracking capabilities,and a micro positioning deck is mounted to provide accurate pose *** order to be robust against object appearance variations,a novel object tracking algorithm,denoted by RMCTer,is proposed,which integrates a powerful short-term tracking module and an efficient long-term processing *** particular,the long-term processing module can provide additional object information and modify the short-term tracking model in a timely ***,a positionbased visual servoing control method is proposed for the quadrotor,where an adaptive tracking controller is designed by leveraging backstepping and adaptive *** and accurate object tracking is achieved even under *** results are presented to demonstrate the high accuracy and stability of the whole tracking system.

关键词： Nano-scale quadrotor nonlinear control positionbased visual servoing visual object tracking

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