- Tytuł:
-
Koncepcja algorytmu antykolizyjnego bezzałogowych statków powietrznych
Concept of anti-collision algorithm for unmanned aerial vehicles - Autorzy:
-
Tatko, Sebastian
Konatowski, Stanisław - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/24065000.pdf
- Data publikacji:
- 2022
- Wydawca:
- Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
- Tematy:
-
BSP
bezzałogowy statek powietrzny
omijanie przeszkód
algorytmy antykolizyjne
model dynamiki BSP
czterowirnikowiec
UAV
Unmanned Aerial Vehicle
obstacle avoidance
anticollision algorithms
UAV dynamics model
quadcopter - Opis:
-
Podstawą nowatorskiego algorytmu antykolizyjnego jest implementacja programowa umożliwiająca unikanie kolizji przez BSP z przeszkodami otoczenia, a także z innymi obiektami latającymi. W artykule wykorzystano uproszczone równania opisujące dynamikę czterowirnikowca ułatwiające modelowanie struktury symulacyjnej. Programowa realizacja modelu czterowirnikowca wraz z kontrolerem jest podstawą działania algorytmu antykolizyjnego. W układzie sterowania modelem zastosowano trójstopniowy kontroler proporcjonalno-całkująco-różniczkujący. Inspiracją powstałego programu jest oddziaływanie magnetyczne. Algorytm omijania przeszkód bazuje na pomiarze wartości kątowych i doborze proporcjonalnej siły wirtualnej. Siła odpychająca czterowirnikowiec od przeszkody jest parametrem zależnym od jego składowych prędkości liniowych, namiaru na przeszkodę oraz odległości od niej. Uzyskane mapy ciepła odzwierciedlają skalowanie wartości oraz kierunku oddziaływania siły odpychającej. Po zdefiniowaniu punktu docelowego oraz położenia przeszkody na pokładzie czterowirnikowca dokonuje się pomiaru niezbędnych parametrów oraz doboru współrzędnych korygujących kurs kolizyjny. Analizie poddano parametry lotu czterowirnikowca oraz współczynniki kontroli algorytmu antykolizyjnego. Poprawność działania programu została sprawdzona w sposób symulacyjny z wykorzystaniem licznych charakterystyk.
The basis of the novel anti-collision algorithm is a software implementation that allows the UAV to avoid collisions with environmental obstacles, as well as with other flying objects. The paper uses simplified equations describing the dynamics of the quadcopter to facilitate the modelling of the simulation structure. The software implementation of the quadcopter model together with the controller is the basis for the operation of the anti-collision algorithm. The model control system uses a three-stage proportional-integral-differential controller. The inspiration of the resulting program is magnetic interaction. The obstacle avoidance algorithm is based on the measurement of angular values and the selection of a proportional virtual force. The force repelling a quadcopter from an obstacle is a parameter that depends on its linear velocity, bearing on the obstacle and distance to the obstacle. The heat maps obtained reflect the scaling of the value and direction of the repulsive force. After defining the target point and the position of the obstacle, the necessary parameters are measured and the collision course correcting coordinates are selected onboard the quadcopter. The flight parameters of the quadcopter and the control coefficients of the anti-collision algorithm were analysed. The correctness of the program’s operation was checked by simulation using numerous characteristics. - Źródło:
-
Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej; 2022, 71, 3; 113--128
1234-5865 - Pojawia się w:
- Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł