拉普拉斯偏微分方程能否定义低空空域中的空中走廊？
系统与控制
2023-04-06 v1 多智能体系统
系统与控制
摘要
本文针对城市低空空域中无人飞机系统（UAS）运行，建立了高密度空中走廊交通流模型。为在安全保障间隔的前提下最大化吞吐率，我们定义了一个空域时空规划问题。在空间规划方面，我们提出一种多层 UAS 协调结构，将其划分为有限数量的、安全绕开建筑物与障碍物的空中走廊。我们利用 USGS 激光雷达数据绘制建筑物地图，进而通过将 UAS 协调建模为理想流体流动、由求解拉普拉斯偏微分方程（PDE）得到流线来生成空中走廊。为引导空中走廊沿各层期望运动方向，对微分方程施加了适当的边界条件。在时间规划方面，我们通过走廊网络使用 A* 搜索进行四维路径寻优，以在给定各 UAS 起终点航点对的条件下最大化空域利用率。
引用
@article{arxiv.2304.02175,
title = {Can a Laplace PDE Define Air Corridors through Low-Altitude Airspace?},
author = {Aeris El Asslouj and Ella Atkins and Hossein Rastgoftar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.02175},
year = {2023}
}