Una Planificación de Trayectoria de Evitación de Colisiones Unificada con Variables Duales para Sistemas de Transporte Aéreo Colaborativos
Autores: Chai, Yi; Liang, Xiao; Han, Jianda
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Una Planificación de Trayectoria de Evitación de Colisiones Unificada con Variables Duales para Sistemas de Transporte Aéreo Colaborativos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículo aéreo no tripulado
Transporte de carga
Sistema colaborativo
Planificación de trayectorias
Problema de optimización
Evitación de colisiones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
Como una aplicación esencial de los sistemas de vehículos aéreos no tripulados (VANT), el transporte de carga ha atraído una atención significativa en los últimos años. El transporte colaborativo de carga utilizando múltiples VANT puede aumentar efectivamente la capacidad de carga del sistema de transporte. Sin embargo, la incorporación de múltiples VANT hace que el modelo dinámico del sistema de transporte sea más complejo debido a los estados acoplados de los VANT y la carga. En la respuesta inmediata a desastres, a menudo se requiere que el sistema colaborativo entregue rápidamente suministros al sitio objetivo mientras evita obstáculos para garantizar la seguridad del sistema. En consecuencia, idear trayectorias de entrega rápidas que eviten colisiones para tales sistemas complicados representa un desafío considerable. Con este fin, se presenta un nuevo método de planificación de trayectorias para sistemas de transporte colaborativo. Específicamente, el modelo dinámico del sistema de transporte colaborativo se deriva utilizando el método de Euler-Lagrange. Luego, el problema de planificación de trayectorias se formula como un problema de optimización teniendo en cuenta la dinámica, la actuación, la seguridad y las restricciones de formación. Para acelerar el proceso de optimización, se construye la restricción de seguridad de evitación de colisiones utilizando variables duales. La eficacia de este enfoque de planificación de trayectorias se confirma a través de múltiples experimentos de vuelo en el mundo real que involucran sistemas de transporte aéreo colaborativo de dos y tres VANT.
Descripción
Como una aplicación esencial de los sistemas de vehículos aéreos no tripulados (VANT), el transporte de carga ha atraído una atención significativa en los últimos años. El transporte colaborativo de carga utilizando múltiples VANT puede aumentar efectivamente la capacidad de carga del sistema de transporte. Sin embargo, la incorporación de múltiples VANT hace que el modelo dinámico del sistema de transporte sea más complejo debido a los estados acoplados de los VANT y la carga. En la respuesta inmediata a desastres, a menudo se requiere que el sistema colaborativo entregue rápidamente suministros al sitio objetivo mientras evita obstáculos para garantizar la seguridad del sistema. En consecuencia, idear trayectorias de entrega rápidas que eviten colisiones para tales sistemas complicados representa un desafío considerable. Con este fin, se presenta un nuevo método de planificación de trayectorias para sistemas de transporte colaborativo. Específicamente, el modelo dinámico del sistema de transporte colaborativo se deriva utilizando el método de Euler-Lagrange. Luego, el problema de planificación de trayectorias se formula como un problema de optimización teniendo en cuenta la dinámica, la actuación, la seguridad y las restricciones de formación. Para acelerar el proceso de optimización, se construye la restricción de seguridad de evitación de colisiones utilizando variables duales. La eficacia de este enfoque de planificación de trayectorias se confirma a través de múltiples experimentos de vuelo en el mundo real que involucran sistemas de transporte aéreo colaborativo de dos y tres VANT.