SkyTrakx：面向无人机空中交通管理系统仿真与验证的工具包（扩展版）
多智能体系统
2021-11-11 v3 机器人学
摘要
无人飞机系统（UAS）安全高效交通管理的核心概念是运行空域（OV）这一概念。OV 是一个四维的空域与时间块，能够表达飞机的意图，并可用于规划、冲突消解与交通管理。尽管已有若干面向 UAS 交通管理（UTM）的高层仿真器，我们仍缺乏一个用于为异构飞行器创建、操纵与推理 OV 的框架。本文针对此问题，提出 SkyTrakx——一个基于 OV 的 UTM 场景仿真与验证软件工具包。首先，我们通过给出一个具体的空中交通协调协议来展示 SkyTrakx 的用例。该协议在参与飞机与空域管理者之间通信 OV 以进行交通路由。我们展示了现有形式化验证工具 Dafny 与 Dione 如何辅助自动检查该协议的关键性质。其次，我们展示了如何使用另一种验证技术即可达性分析，为四旋翼与固定翼飞机等异构飞行器计算 OV。最后，我们展示了 SkyTrakx 可用于仿真涉及异构飞行器的复杂场景，以在工作量与响应延迟分析方面进行测试与性能评估。我们的实验阐明了生成 OV 的不同策略之间性能与工作量的权衡。
引用
@article{arxiv.2009.04655,
title = {SkyTrakx: A Toolkit for Simulation and Verification of Unmanned Air-Traffic Management Systems (Extended Version)},
author = {Chiao Hsieh and Hussein Sibai and Hebron Taylor and Yifeng Ni and Sayan Mitra},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.04655},
year = {2021}
}
备注
11 pages, 11 figures; This is the extended version of the paper with the same title accepted by the 24th IEEE International Conference on Intelligent Transportation (ITSC 2021)