Cooperative control of autonomous multi-agent systems is a research areawhich is getting significant attention in recent years. Multi-agent systemsallow for a broad spectrum of applications and cooperation can increasetheir flexibility, efficiency and robustness to changes in external constraintsand disturbances. Focusing on autonomous vehicles, examples of possibleapplications of cooperative multi-agent systems include search and rescuemissions, autonomous delivery and performing of emergency landings.The purpose of the thesis is to develop and implement a cooperativerendezvous algorithm based on model predictive control and apply it to theproblem of autonomous landing in an indoor setting. The agents involved in themaneuver are a quadcopter and a ground carrier. The two agents cooperativelynegotiate on the optimal location for the touchdown taking also into accountrelevant spatial constraints and, if necessary, update that location, also referredto as rendezvous point, in real-time throughout the maneuver.The algorithm is first tested and validated in a simulated environment andfinally on the physical system during real-time operations.Additional scenarios are tested in the simulated environment in order tofurther inspect the potential capabilities of the developed algorithm. Thoseadditional simulations analyse how the algorithm behaves when a constantlateral wind influences the quadcopter; when the controllers operate at areduced frequency; and when the quadcopter is affected by an external Gaussiandisturbance.The developed algorithm proved to be suitable for the purpose, allowingthe agents to perform the desired maneuver in a relatively short time and witha high degree of precision. / Kooperativ reglering av autonoma fleragentsystem är ett forskningsområdesom har fått stor uppmärksamhet de senaste åren. Fleragentsystem möjliggörett brett spektrum av applikationer samtidigt som kooperation kan öka derasflexibilitet, effektivitet och robusthet mot förändringar i yttre begränsningar ochstörningar. Med fokus på autonoma fordon, exempel på möjliga tillämpningarav kooperativa fleragentsystem inkluderar sök- och räddningsuppdrag, autonomleverans och utförande av nödlandningar.Syftet med rapporten är att utveckla och implementera en kooperativrendezvous -algoritm baserad på modellprediktiv reglerteknik samt att tillämpaden för att utföra en inomhus autonom landning. I vår uppställning beståragenterna i manövern av en quadcopter och en markbärare. De två agenternaförhandlar samarbetsvilligt om den optimala platsen för landning samtidigtsom de beaktar relevanta rumsliga begränsningar och uppdaterar vid behovden platsen i realtid under hela manövern.Algoritmen testas och valideras först i en simulerad miljö och slutligen pådet fysiska systemet under en realtidsmiljö.Ytterligare scenarier testas i den simulerade miljön för att bortre inspekterapotentialen hos den utvecklade algoritmen. Dessa extra simuleringar illustrerarhur algoritmen beter sig när en konstant sidovind påverkar quadcoptern; närstyrenheterna arbetar med reducerad frekvens; och när quadcoptern påverkasav en yttre Gaussisk störning.Den utvecklade algoritmen visade sig vara lämplig för ändamålet, vilketgjorde att agenterna kunde utföra önskad manöver på relativt kort tid och medhög precision.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-307572 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Garegnani, Luca |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2021:884 |
Page generated in 0.0021 seconds