Flight Trajectory from the Selected Class of Automatically Controlled Evasive Manoeuvres in Case of a Moving Obstacle
Trajektoria dla wybranej klasy automatycznie sterowanych manewrów omijania ruchomej przeszkody

Jerzy Graffstein
2016 Pomiary Automatyka Robotyka  
Zezwala się na korzystanie z artykułu na warunkach licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0 Wprowadzenie W ostatnich latach obserwuje się znaczny wzrost zainteresowania metodami wykonywania manewrów antykolizyjnych przez obiekty latające. Potwierdza to duża liczba publikacji nauko--technicznych poświęcona tej tematyce. Wiąże się to między innymi z rosnącymi wymaganiami dotyczącymi poprawy bezpieczeństwa w ruchu obiektów latających pilotowanych i bezzałogowych. Powstające rozwiązania
more » ... ce rozwiązania techniczne [5] i stosowane algorytmy omawianego zagadnienia zależą od wielu czynników w tym między innymi od: rodzaju obiektu jaki bierze udział w ruchu, rodzaju przeszkody, sposobem uzyskiwania o niej informacji itp. Warunki stawiane przy planowaniu misji samolotu mają bezpośredni wpływ na przebieg manewru i kształt trajektorii w czasie omijania przeszkody. Sposób kształtowania przebiegu trajektorii manewru ominięcia przeszkody ma znaczenie dla bezpieczeństwa ruchu samolotu i jakości wykonania planu lotu. W pracach [3, 9] przedstawiono interesujące propozycje geometrycznej reprezentacji przebiegu trajektorii między innymi zastosowano klotoidę. Nie porównano przedstawionych reprezentacji krzywych z możliwościami dyna-miki ruchomego obiektu. Innym rozwiązaniem jest konstruowanie trajektorii jako ścieżki Dubinsa [14] na płaszczyźnie. Ta metoda jest efektywna przy ogólnym szkicowaniu dłuższych tras lotu samolotu. Podobnie jak we wcześniejszych propozycjach nie uwzględnia dynamiki obiektu. Duży wybór konfiguracji ruchu obiektu w rozważanym manewrze zawarto w pracy [10, 12, 13] . Podano w niej metodę automatycznego sterowania ruchem obiektu w czasie manewru omijania dla różnych scenariuszy zagrożenia wystąpienia kolizji. W pracy zaproponowano metodę określania kształtu trajektorii dla wybranej klasy złożonego manewru omijania. W jego przebiegu wyodrębniono kolejno następujące po sobie fazy: uniknięcie kolizji, ominięcie przeszkody oraz powrót do lotu wzdłuż odcinka przewidzianego w planie lotu. Wymienionym fazom zostały przyporządkowane fragmenty trajektorii o założonym kształcie. Przedstawiono metodę określenia warunków zagrożenia wystąpienia kolizji. W tym celu wykorzystano wybrane zmienne geometryczne samolotu i przeszkody oraz ich wzajemne relacje. Przedstawiona metoda została zilustrowana i wstępnie zweryfikowana komputerową symulacją. Zaprezentowano przebieg wybranych zmiennych sterowania i stanu lotu dla wybranego scenariusza manewru omijania ruchomej przeszkody. Określenie niebezpieczeństwa wystąpienia kolizji Warunek zagrożenia kolizji dla różnych scenariuszy można sprowadzić do na następującego zagadnienia: geometryczne środki samolotu i przeszkody znajdują się w pewnej określonej myślowo zamkniętej przestrzeni w tym samym czasie. Dla wygodniejszej analizy możemy tę kwestię rozdzielić na zadanie geometryczne i zadanie czasowe. W zadaniu geometrycznym Streszczenie: Z uwagi na bezpieczeństwo lotu istotne znaczenie ma przebieg trajektorii manewru omijania ruchomej przeszkody. W pracy zaproponowano metodę określenia kształtu trajektorii dla wybranej klasy złożonego manewru omijania. W jego przebiegu wyodrębniono następujące po sobie fazy: uniknięcie kolizji, ominięcie przeszkody oraz powrót do lotu wzdłuż odcinka przewidzianego w planie lotu. Wymienionym fazom zostały przyporządkowane fragmenty trajektorii o założonym kształcie. Przedstawiono metodę określenia warunków zagrożenia wystąpienia kolizji dla różnych scenariuszy ruchu obiektów. W tym celu określono warunki czasowe i geometryczne występujące we wzajemnych relacjach między samolotem i przeszkodą. Wykonano cyfrową symulację lotu we wcześniej wymienionych fazach manewru omijania dla wybranego scenariusza ruchu obiektów. Przedstawiono i omówiono wybrane wyniki numerycznych badań.
doi:10.14313/par_222/15 fatcat:lnb4jqw7ynbgrlh2wmi4boszdu