非均匀风场中固定翼飞行器的能量优化规划
机器人学
2024-08-23 v2
摘要
固定翼小型无人机(sUAVs)具备长时间留空和远距离飞行的能力。然而,其运行易受风况影响,尤其在复杂地形区域,高风速可能迫使飞机超出其运行极限,从而引发安全隐患。此外,风会影响沿路径飞行所需的能量,特别是在风向和风速不利的区域。将风况信息纳入任务规划对于确保安全性和能效至关重要。本文提出一种基于采样的规划器,采用相对于地面的运动学 Dubins 飞机路径,以在非均匀风场中规划节能路径。我们利用合成和真实风场数据研究该规划器的特性,并将其性能与基线成本和路径规划方案进行比较。结果表明,该能量优化规划器能有效利用上升气流以最小化能耗,但代价是增加了通行时间。这种相对于地面的路径规划方案使得在 sUAVs 上以合理的计算时间生成安全轨迹成为可能。
引用
@article{arxiv.2404.02077,
title = {Energy-Optimized Planning in Non-Uniform Wind Fields with Fixed-Wing Aerial Vehicles},
author = {Yufei Duan and Florian Achermann and Jaeyoung Lim and Roland Siegwart},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.02077},
year = {2024}
}
备注
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