小型無人航空機（UAV）のモジュール式空中協調とマニピュレーションにおいて、信頼性の高い空中ドッキングは不可欠な要素である。しかし、推力とペイロードの厳しい制約の下で、正確な相対姿勢制御と再現性のあるプラットフォームを実現することは容易ではない。Yifan Caiら6名の著者による本論文は、双ドローン空中マニピュレーションのための進捗認識型リーダー・フォロワー空中ドッキングシステムを提案している。この成果は、2026年8月17日から21日に中国・瀋陽で開催される第22回IEEE自動化科学工学会議（CASE 2026）の予稿集に採録される。
提案システムは、2機のクアッドロータがリーダー・フォロワー編隊を形成し、軽量なモジュール式フレームとパッシブ磁気ラッチ機構を用いてドッキングするプラットフォームである。パッシブ磁気ラッチの採用により、ドッキング機構の複雑さと重量を抑え、小型UAVの厳しい推力・ペイロード制約に対応している。
ミッション管理の面では、進捗認識型ミッションスーパーバイザが導入され、接近、整列、捕獲、安定化という4つのフェーズ間の遷移を制御する。このスーパーバイザはタスクの進捗に応じてフェーズ切り替えを動的にトリガーし、ドッキングプロセスの一貫性と信頼性を確保する。
プラットフォームは、ROS 2をベースとしたアーキテクチャとCrazyflieおよびPX4フライトコントローラへのインターフェースを含む完全なハードウェア・ソフトウェアスタックを統合し、ベンチマーク評価のための同期ログ記録機能を備えている。この統合設計により、ドッキングタスクを実行するだけでなく、異なるドッキング監督・同期戦略を体系的に比較することが可能となる。
性能評価では、研究チームはシミュレーションと実世界実験の両方で、編隊誤差、ベースライン一致性とヨー一致性、ドッキング成功率、ドッキング時間、故障モード統計といった定量的指標を採用している。これらの指標は、さまざまな条件下でのシステムの挙動を包括的に捉え、今後の研究のための再現可能なベンチマークを提供する。
本プラットフォームの意義は、モジュール式空中協調と再現可能な空中マニピュレーションのための実用的なテストベッドを提供し、ドッキング監督・同期戦略の統計的な比較を可能にすることにある。ハードウェア・ソフトウェアスタックと評価手法が公開されることで、この研究は空中マニピュレーション分野のより信頼性が高く再現可能な発展を促進することが期待される。