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2차원 평면에서 이동장애물에 대한 항공기의 유도/회피기동 연구
Aircraft Collision-Avoidance/Guidance Strategy in Dynamic Environments for Planar Flight 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.32 no.7, 2004년, pp.69 - 75  

이인석 (한국기술교육대학교 메카트로닉스공학부)

초록
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비행중인 다른 항공기를 회피하며 항공기를 목표점까지 유도하는 문제를 2차원 평면에서 고려하였다. 항공기는 속도의 크기가 일정한 질점이며, 제어입력으로 측가속도를 사용하는 것으로 가정하였다. 이동장애물에는 척력 포텐셜함수를 목적점에는 인력 포텐셜함수를 인공적으로 부여하여 항공기에 척력과 인력이 작용하도록 하였다. 유도/회피명령은 이들 포텐셜력과 상대속도를 사용하여 실시간으로 구현 가능한 유도/회피법칙을 구현하였다. Log 형태의 포텐셜함수를 사용하면 구현된 유도법칙은 잘 알려진 비례항법유도법칙이 되며, 회피법칙은 장애물까지 도달시간에 반비례하고 시선각 변화의 반대 방향으로 항공기를 회전시킨다. 제안된 유도/회피법칙은 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

An avoidance/guidance problem of an aircraft against moving obstacle is considered in two dimensional space. The aircraft is modelled as a point mass flying with constant speed. The lateral acceleration is assumed the control input. Artificial potential functions are applied to the terminal point an...

주제어

#충돌회피   #유도법칙   #포텐셜방법  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 비행 중인 다른 항공기가 있을 때 이를 회피하며 항공기를 목표점까지 유도하는 문제를 2차원 평면에서 고려한다. 항공기는 속도의 크기가 일정한 질 점으로 가정하고 제어입력으로 측가속도를 고려하였다.
  • 본 연구에서는 포텐셜함수 방법에 의한 포텐셜력과 상대 속도를 사용하여 실시간으로 구현 가능한 유도/회피 알고리듬을 연구하였다.

가설 설정

  • 시뮬레이션에서 모든 항공기는 500Km/h의 속도로 비행 중이며 최대 5g의 기동을 할 수 있으며 5Km 전방의 비행체를 감지할 수 있는 것으로 가정하였다. 시뮬레이션에서 항공기 #0가 관심대상 항공기이며 나머지 항공기는 항공기 #0 에 대해 이동 장애물이다.
  • 2차원 평면에서 고려한다. 항공기는 속도의 크기가 일정한 질 점으로 가정하고 제어입력으로 측가속도를 고려하였다.
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참고문헌 (6)

  1. P.K. Menon, G.D. Sweriduk, and B. Sridhar, "Optimal Strategies for Free-Flight Air Traffic Conflict Resolution," J. Guidance Control, and Dynamics, Vol. 22, No.2, 1999, pp. 202-211. 

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  2. J. Hu, M. Prandini, and S. Sastry, "Optimal Coordinated Maneuvers for ThreeDimensional Aircraft Conflict Resolution," J. Guidance Control, and Dynamics, Vol. 25, No. 5, 2002, pp. 888-900. 

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  3. O. Khatib, "Real-Time Obstacle Avoidance for Manipulators and Mobile Robots," Int . J. of Robotics Research, Vol. 5, No.1, 1986, pp.90-98. 

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  4. P. Fiorini and Z. Shiller, "Motion Planning in Dynamic Environments Using Velocity Obstacles," IntI. J. of Robotics Research, Vol. 17. No.7, 1998, pp. 760-772. 

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  5. A. Yasuaki and M. Yoshick, "Collision Avoidance Method for Multiple Autonomous Mobile Agents by Implicit Cooperation," Proc. of the IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robot and Systems, 2001, pp. 1207-1212. 

  6. B.A. Kumar and D. Chose, "Radar-Assisted Collision Avoidance/Guidance Strategy for Planar Flight," IEEE AES Vol. 37, No.1, 2001, pp. 77-90. 

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