考虑空域占用的城市空中交通无冲突四维路径规划
系统与控制
2021-07-28 v1 系统与控制
摘要
近年来，城市空中交通（UAM）引起了飞机制造商、空中导航服务提供商和政府的关注。防止城市飞行器之间的冲突对UAM交通安全至关重要，这也是实现大规模UAM运行的关键。飞行前无冲突路径规划可在安全性能维护中提供战略层，从而成为UAM的重要组成部分。本文旨在解决考虑四维空域管理的UAM运行无冲突路径规划问题。首先，我们引入并扩展了四维空域管理概念AirMatrix。在AirMatrix基础上，我们制定了考虑与静态和动态障碍物冲突消解的最短飞行时间路径规划问题。基于先到先服务方案，开发了用于规划四维路径的无冲突A-Star算法。该算法包含启发式函数的创新设计以及冲突检测与消解策略。数值实验在新加坡裕廊东地区进行，结果表明该算法能生成解决大量空域利用中潜在冲突的路径，且计算时间和飞行延误可接受。本研究的贡献为利益相关方支持UAM发展提供了参考。
引用
@article{arxiv.2107.12829,
title = {Conflict-Free Four-Dimensional Path Planning for Urban Air Mobility Considering Airspace Occupations},
author = {Wei Dai and Bizhao Pang and Kin Huat Low},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.12829},
year = {2021}
}