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Optimización de Trayectorias de Vuelo de UAV de Ala Fija mediante el Mecanismo de Giro en Banco

Autores: Machmudah, Affiani; Shanmugavel, Madhavan; Parman, Setyamartana; Manan, Teh Sabariah Abd; Dutykh, Denys; Beddu, Salmia; Rajabi, Armin

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Optimización de Trayectorias de Vuelo de UAV de Ala Fija mediante el Mecanismo de Giro en Banco


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Optimización
Vehículo aéreo no tripulado
Trayectorias de vuelo
Mecanismo de giro en banco
Planificación de rutas
Planificación de trayectorias

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento aborda una optimización de las trayectorias de vuelo de vehículos aéreos no tripulados (VANT) mediante un mecanismo de giro en banco para un VANT de ala fija a una altitud constante. Las trayectorias de vuelo deben ser óptimas y permanecer en el área operativa de vuelo del VANT. La planificación de maniobras se lleva a cabo en dos pasos, que son la planificación de la ruta del VANT y la planificación de la trayectoria de vuelo del VANT. Para el primer paso, se emplea la curva de Bezier como ruta de maniobra. El objetivo de la optimización de la planificación de la ruta es minimizar la longitud del camino mientras se satisfacen las restricciones de curvatura máxima y evitación de colisiones. El objetivo de la optimización de las trayectorias de vuelo es minimizar el tiempo de maniobra y el factor de carga considerando la velocidad mínima/máxima, la aceleración mínima/máxima, el ángulo de inclinación máximo, la tasa de giro máxima y las restricciones aerodinámicas. La generación de trayectorias de velocidad variable se desarrolla dentro de la zona de velocidad permitida considerando estas restricciones de vuelo del VANT mediante la utilización de optimizaciones metaheurísticas. Los resultados muestran que el PSO ha superado al GA y al GWO en ambos pasos de planificación de rutas y planificación de trayectorias. La velocidad variable ha logrado reducir el factor de carga durante el mecanismo de giro en banco utilizando la curva de Bezier. Se recomienda realizar la velocidad variable cuando el resultado de la ruta de maniobra implique un radio de giro más bajo. Una misión de objetivo simultáneo a la llegada también ha tenido éxito al llevarse a cabo utilizando la combinación de estrategias de velocidad variable y velocidad constante.

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