Método de Planificación de Trayectorias de Entrada Rápida para UASs de Amplio Rango de Velocidades
Autores: Feng, Weihao; Feng, Dongzhu; Dai, Pei; Li, Shaopeng; Zhang, Chenkai; Ma, Jiadi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Método de Planificación de Trayectorias de Entrada Rápida para UASs de Amplio Rango de Velocidades
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Optimización convexa
Planificación de trayectorias
Sistemas aéreos no tripulados
Zonas de exclusión aérea
Regiones de confianza
Valores iniciales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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La optimización convexa ha ganado una creciente popularidad en los métodos de planificación de trayectorias para sistemas aéreos no tripulados (UAS) de amplio rango de velocidades con múltiples zonas de exclusión aérea (NFZ) en la fase de entrada. Para abordar los problemas de soluciones lentas o incluso inviables, se propone en este artículo un método de planificación de trayectorias rápido modificado que utiliza enfoques de regiones de confianza variables y valores iniciales generados de manera adaptativa. Se utiliza un modelo dinámico basado en energía adimensional que detalla las restricciones de la fase de entrada para formular el problema original de planificación de la trayectoria de entrada. Este problema se transforma luego en un problema de programación convexa de dimensión finita, utilizando técnicas como la linealización sucesiva y la discretización trapezoidal en intervalos. Finalmente, se adoptan una estrategia de región de confianza variable y una estrategia de generación de valores iniciales adaptativa para acelerar el proceso de resolución en entornos de vuelo complejos. Los resultados experimentales implican que la estrategia propuesta en este artículo puede reducir significativamente el tiempo de solución de la planificación de trayectorias para UAS de amplio rango de velocidades en entornos complejos.
Descripción
La optimización convexa ha ganado una creciente popularidad en los métodos de planificación de trayectorias para sistemas aéreos no tripulados (UAS) de amplio rango de velocidades con múltiples zonas de exclusión aérea (NFZ) en la fase de entrada. Para abordar los problemas de soluciones lentas o incluso inviables, se propone en este artículo un método de planificación de trayectorias rápido modificado que utiliza enfoques de regiones de confianza variables y valores iniciales generados de manera adaptativa. Se utiliza un modelo dinámico basado en energía adimensional que detalla las restricciones de la fase de entrada para formular el problema original de planificación de la trayectoria de entrada. Este problema se transforma luego en un problema de programación convexa de dimensión finita, utilizando técnicas como la linealización sucesiva y la discretización trapezoidal en intervalos. Finalmente, se adoptan una estrategia de región de confianza variable y una estrategia de generación de valores iniciales adaptativa para acelerar el proceso de resolución en entornos de vuelo complejos. Los resultados experimentales implican que la estrategia propuesta en este artículo puede reducir significativamente el tiempo de solución de la planificación de trayectorias para UAS de amplio rango de velocidades en entornos complejos.