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Titel (EN):
Collision-free flight paths for tilt-wing aircraft based on the wavefront algorithm, taking into account aerodynamic constraints
Autor(en):
I. Barz, L. Danielmeier, S. Seitz, D. Moormann
Zusammenfassung:
In diesem Beitrag wird eine Bahnplanungsmethode für unbemannte Kippflügelflugzeuge vorgestellt. Diese ermöglicht es, während des Fluges eine neue Flugbahn so zu planen, dass Hindernisse umflogen werden und flugmechanische Beschränkungen eingehalten werden. Dafür wird ein Wavefront-Algorithmus verwendet. Dieser basiert auf der zufallsbasierten, wellenartigen Expansion von Kreisen, die zur Exploration des hindernisfreien Raums genutzt werden. Um mithilfe des Wavefront-Algorithmus während des Fluges neue Bahnen planen zu können, welche die flugemechanische Beschränkung des minimalen Kurvenradius berücksichtigen, werden Modifikationen des Algorithmus vorgenommen. Die so bestimmte hindernisfreie Bahn wird anschließend verbessert, indem sie gekürzt und geglättet wird. In einem Validierungsabschnitt werden durch mehrere Monte-Carlo-Simulationen die Funktionalität und die Leistungsfähigkeit der Bahnplanung nachgewiesen.
Zusammenfassung (EN):
This paper presents a trajectory planning method for unmanned tilt-wing aircraft. This method enables the planning of a new trajectory during flight, ensuring obstacle avoidance and compliance with aerodynamic constraints. A wavefront algorithm is used for this purpose. This algorithm is based on the random, wave-like expansion of circles used to explore the obstacle-free space. To enable the wavefront algorithm to plan new trajectories during flight that take into account the aerodynamic constraint of the minimum turning radius, modifications to the algorithm are made. The resulting obstacle-free trajectory is then improved by shortening and smoothing it. In a validation section, the functionality and performance of the trajectory planning method are demonstrated through several Monte Carlo simulations.
Veranstaltung:
Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2020
Verlag, Ort:
Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2022
Medientyp:
Conference Paper
Sprache:
deutsch
Format:
21,0 x 29,7 cm, 9 Seiten
URN:
urn:nbn:de:101:1-2022092114135842787483
DOI:
10.25967/530192
Stichworte zum Inhalt:
UAV, Bahnplanung
Verfügbarkeit:
Kommentar:
Zitierform:
Barz, I.; Danielmeier, L.; et al. (2022): Kollisionsfreie Flugbahnen für Kippflügelflugzeuge auf Basis des Wavefront-Algorithmus unter Berücksichtigung flugmechanischer Beschränkungen. Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.. (Text). https://doi.org/10.25967/530192. urn:nbn:de:101:1-2022092114135842787483.
Veröffentlicht am:
21.09.2022