Trajektoria dla wybranej klasy automatycznie sterowanych manewrów omijania ruchomej przeszkody

• Autorzy: Graffstein J.

Identyfikatory

DOI

10.14313/PAR_222/15

Warianty tytułu

EN

Flight Trajectory from the Selected Class of Automatically Controlled Evasive Manoeuvres in Case of a Moving Obstacle

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Z uwagi na bezpieczeństwo lotu istotne znaczenie ma przebieg trajektorii manewru omijania ruchomej przeszkody. W pracy zaproponowano metodę określenia kształtu trajektorii dla wybranej klasy złożonego manewru omijania. W jego przebiegu wyodrębniono następujące po sobie fazy: uniknięcie kolizji, ominięcie przeszkody oraz powrót do lotu wzdłuż odcinka przewidzianego w planie lotu. Wymienionym fazom zostały przyporządkowane fragmenty trajektorii o założonym kształcie. Przedstawiono metodę określenia warunków zagrożenia wystąpienia kolizji dla różnych scenariuszy ruchu obiektów. W tym celu określono warunki czasowe i geometryczne występujące we wzajemnych relacjach między samolotem i przeszkodą. Wykonano cyfrową symulację lotu we wcześniej wymienionych fazach manewru omijania dla wybranego scenariusza ruchu obiektów. Przedstawiono i omówiono wybrane wyniki numerycznych badań.

EN

Owing to flight safety, the shape of trajectory of the evasive manoeuvre, performed to avoid a moving obstacle, is of important meaning. In the article the method is proposed for determining the shape of flight trajectory contained in a selected class of complex evasive manoeuvres. In the course of the process the following phases of motion are identified: the collision avoidance phase, the passing by the obstacle phase, the phase of returning to the trajectory pre-determined in flight plan. The complex shaped segments of flight trajectory are assigned to these phases. The method capable to identify conditions of the occurrence of collision threat is presented. To define it, selected state variables of the aircraft and obstacle system and relationships linking them up, are used. Numerical flight simulations are completed to cover the aforementioned phases of evasive manoeuvre and selected scenarios of objects motion. Selected results of numerical investigations are presented and discussed.

Słowa kluczowe

PL

unikanie kolizji; trajektoria manewru omijania; sterowanie lotem automatyczne; komputerowa symulacja lotu

EN

collision avoidance; flight trajectory; evasive manoeuvre; flight control; numerical simulation

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Robotyka
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 20, nr 4
• Strony: 15--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Graffstein J.

• Instytut Lotnictwa, Al. Krakowska 110/114, 02-256 Warszawa

Bibliografia

• 1. Benayas J.A., Fernández J.L., Sanz R. Diéguez A.R., The beam-curvature method: a new approach for improving local tealtime obstacle avoidance, “The International Federation of Automatic Control”, 2002.
• 2. Blajer W., Graffstein J., Manewr antykolizyjny wykorzystujący teorię ruchu programowego, „Mechanika w lotnictwie”, PTMTiS, Warszawa 2012, 597-613.
• 3. Dai R., Cochran J.E. Path planning for multiple unmanned aerial vehicles by parameterized cornu-spirals. American Control Conference, St. Louis 2009.
• 4. Graffstein J., Symulacja lotu podczas manewru ominięcia ruchomej przeszkody, „Mechanika w lotnictwie”, PTMTiS, Warszawa 2014, 159-174.
• 5. Graffstein J., Anti-collision system with radar obstacle detector, „Pomiary Automatyka Robotyka”, Vol. 17, No. 2/2013, 171-175.
• 6. Kaczorek T., Teoria sterowania - Układy nieliniowe procesy stochastyczne oraz optymalizacja statyczna i dynamiczna. PWN, Warszawa 1977.
• 7. Maryniak J., Ogólny model matematyczny sterowanego samolotu, „Mechanika w lotnictwie”, PTMTiS, Warszawa 1992, 575-592.
• 8. Paielli R.A., Modeling maneuver dynamics in air traffic conflict resolution, “Journal of Guidance, Control, and Dynamics”, Vol. 26, No. 3, 2003, 407-415.
• 9. Park J.-W., Kim J.-H., Tahk M.-J., UAV collision avoidance via optimal trajectory generation method. International Congress of the Aeronautical Sciences ICAS, 2012.
• 10. Patel R.B., Goulart P.J., Trajectory generation for aircraft avoidance maneuvers using online optimization. “Journal of Guidance, Control, and Dynamics”, Vol. 34. No. 1, 2011, 218-230, DOI: 10.2514/1.49518.
• 11. Phillips W.F., Mechanics of Flight, John Willey & Sons, Inc, New Jersey 2010.
• 12. Shim D.H., Sastry S., An evasive maneuvering algorithm for UAVs in see-and-avoid situations. American Control Conference, New York 2007.
• 13. Shin H.-S., Leboucher C., Tsourdos A., Resource allocation with cooperative path planning for multiple UAVs. International Conference on Control, Cardif 2012.
• 14. Tsourdos A., White B., Shanmugavel M., Cooper ative path planning of unmanned aerial vehicles. A John Wiley and Sons, Ltd., Cranfield University 2011.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).