Drones have the advantage of being able to access difficult-to-reach places through flight. Drones can face a variety of situations during flight, and sometimes it is necessary for the drone to apply an explosive large impact force to the target without human assistance. However, too much impact force can cause the drone to be in a dangerous state after an impact. Therefore, this paper proposes an algorithm that generates a trajectory that applies a large impact force within a safe range for under-actuated aerial robots. we used the physical meaning of the Lagrange Multiplier and the KKT condition of the Quadratic Programming (QP) to check whether the robot's state after collision belongs to a safe set. and the proposed algorithm uses this physical meaning to automatically tune the objective function to generate a maximum impact force trajectory that guaranteed safety. As a result, In a scenario where the drone hammers a vast wall, We confirmed the safety of the state after impact through simulation.
드론은 사람이 접근하기 어려운 곳에 비행을 통해 접근할 수 있는 장점이 있다. 드론은 비행 도중 다양한 상황에 직면할 수 있으며, 때로는 사람의 도움 없이 드론 스스로 순간적으로 큰 충격력을 목표에 가할 일이 필요하다. 하지만 너무 큰 충격력은 드론이 충돌 이후 위험한 상태에 빠질 수 있다. 따라서 본 논문은 과소-작동(under-actuated) 로봇에 대해서 안전한 범위내에 큰 충격력을 가하는 궤적을 생성하는 알고리즘을 개발하였다. 이차 계획법(QP)의 KKT 조건, 라그랑주 승수의 물리적인 의미를 활용하여 충돌이후의 로봇의 상태가 안전한 집합에 속하는 지 확인하고, 알고리즘을 통해 자동으로 목적함수를 조절하여 안전하면서 최대의 충격력을 발생하는 궤적을 생성하였다. 그 결과, 드론이 넓은 벽에 망치질을 하는 시나리오에 대해서, 생성한 궤적이 충돌 이후에도 로봇의 상태가 안전함을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.
