Koncepcja automatycznie sterowanego manewru omijania przeszkody poruszającej się w nieprzewidywalny sposób

pol Article in Polish DOI: 10.14313/PAR_235/61

send Jerzy Graffstein Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Lotnictwa, Centrum Technologii Kosmicznych

Download Article

Streszczenie

Do rozwiązania problemu unikania kolizji przez samolot w przestrzeni powietrznej niezbędne jest wykrycie przeszkody, sprawdzenie czy stanowi zagrożenie dla bezpieczeństwa samolotu oraz podjęcie właściwych decyzji o odpowiednim sposobie jej ominięcia. To wszystko są istotne fazy poprzedzające automatyczne ominięcie ruchomej przeszkody. W pracy zaprezentowano algorytm omijania ruchomej przeszkody o niedających się przewidzieć zmianach jej ruchu. Przedstawiono schemat logicznych działań mających na celu nie tylko bezpieczne uniknięcie kolizji z manewrującą przeszkodą, ale także powrót do lotu wzdłuż zaplanowanej przed startem trasy. Zaproponowaną metodę zilustrowano symulacyjnym przykładem automatycznego ominięcia wspomnianej przeszkody dla wybranego scenariusza.

Słowa kluczowe

automatyczne sterowanie lotem, komputerowa symulacja lotu, manewr uniku, unikanie kolizji

Idea of Automatically Controlled Anti-Collision Manoeuvre to Avoid an Unpredictably Moving Obstacle

Abstract

To solve the problem of aircraft avoiding collision, it is necessary to detect an obstacle, check if it poses a threat to the safety of the aircraft and make the right decisions about the appropriate way to bypass it. These are all important phases preceding the automatic bypassing of a moving obstacle. The work presents an algorithm for bypassing a moving obstacle with unpredictable changes in its movement. A diagram of logical actions was presented to not only safely avoid collision with a maneuvering obstacle, but also to return to flight along the route planned before the start. The proposed method is illustrated by a simulation example of automatically bypassing an obstacle for the selected scenario.

Keywords

collision avoidance, evasive manoeuvre, flight control system, numerical simulation

Bibliography

  1. Athans M., Falb P., Sterowanie optymalne, wstęp do teorii i jej zastosowania, WNT, Warszawa 1969.
  2. Graffstein J., Functioning of air anti-collision system during test flight, “Aviation”, Taylor & Francis Group Vilnius Gediminas Technical University, Vol. 18, No. 1, 2014, 44–51, DOI: 10.3846/16487788.2014.865945.
  3. Graffstein J., Dobór parametrów manewru antykolizyjnego i jego przebieg, „Prace Instytutu Lotnictwa”, Nr 224, 2012, 31–43.
  4. Graffstein J., Elementy procesu wykrycia zagrożenia kolizją i automatycznie sterowany manewr awaryjny. „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 16, Nr 2/2012, 383-387.
  5. Graffstein J., Selected aspects of automatic maneuver control to avoid moving obstacles resulting from the simulation analysis of the course of aircraft movement, Advances in Intelligent Systems and Computing, “Challenges in Automation, Robotics and Measurement Techniques”, Vol. 440, 2016, 127–139, DOI: 10.1007/978-3-319-29357-8_12.
  6. Jung T., Piera M.A., Ruiz O.S., A causal model to explore the ACAS induced collisions, Journal Aerospace Engineering, Vol. 228, No. 10, 2015, 1735–1748, DOI: 10.1177/0954410014537242.
  7. Koruba Z., Chatys R, Gyroscope-based control and stabilization of unmanned aerial mini-vehicle (mini-UAV), “Aviation”, No. 9, 2005, 10–16, DOI: 10.3846/16487788.2005.9635898.
  8. Lin C.E., Wu Y.-Y., Collision avoidance solution for low-altitude flights, “Journal Aerospace Engineering”, Vol. 225, No 7, 2011, 779–790, DOI: 10.1177/0954410011399211.
  9. Nelson R.C., Flight Stability and Automatic Control, MCGraw-Hill Book Company, New York 1997.
  10. Paielli R.A., Modeling maneuver dynamics in air traffic conflict resolution, “Journal of Guidance, Control, and Dynamics”, Vol. 26, No. 3, 2003, 407 – 415, DOI: 10.2514/2.5078.
  11. Stevens B.L., Levis F.L., Aircraft Control and Simulation. J. Wiley & Sons, Inc., 2016.
  12. Tang J., Piera M.A., Baruwa O.T., A discrete-event modeling approach for the analysis of TCAS-induced collisions with different pilot response times, “Journal Aerospace Engineering”, Vol. 229, No. 13, 2015, 2416–2428, DOI: 10.1177/0954410015577147.