مدیریت ترافیک پهپادها در فضای هوایی دو بعدی با استفاده از کنترل حداقل زمان پیش‌بین توزیع‌شده

هوانوردی از ابتدا به خلبانان و کنترل‌کننده‌های ترافیک هوایی بستگی داشته است که با مشارکت یکدیگر وسیله پرنده را کنترل و از برخورد جلوگیری می‌کنند. از سوی دیگر وسایل پرنده کاملاً مستقل (پهپادها) در حال حاضر از حریم هوایی غیرنظامی منع می‌شوند اما محققان تلاش زیادی برای توسعه روش‌ها و فناوری‌هایی برای افزایش قابلیت اطمینان پروازهای کاملاً مستقل و ادغام با فضای هوایی غیرنظامی می‌کنند. ایمنی در عملیات پهپادها به کاهش موانع فنی و بهبود قابلیت‌های مستقل آن‌ها بستگی دارد. در این مقاله یک الگوریتم اجتناب از برخورد در یک سناریوی چند پهپادی برای محاسبه و معرفی مسیر پروازی پیش‌بینی‌شده با کم‌ترین زمان انجام ماموریت، معرفی می‌شود. سپس یک سیستم اجتناب از برخورد بر اساس یک کنترل‌کننده پیش‌بین توزیع‌شده برای ردیابی مسیر، طراحی می‌شود که در آن محدودیت‌های ضد برخورد مطابق با قوانین حق تقدم سازمان بین المللی غیر نظامی ایکائو تعریف شده‌اند. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که طرح پیشنهادی می‌تواند تضادها را در زمان آنی و در یک فضای هوایی پرتعداد بدون ایجاد تضاد در مسیر و برخورد ثانویه حل کند.

air traffic management for uavs in 2d airspace using minimum time distributed predictive control

from the beginning, aviation has depended on pilots and air traffic controllers working together to control aircraft and avoid collisions. on the other hand, fully autonomous flying devices are currently prohibited from civilian airspace, but researchers are making great efforts to develop methods and technologies to increase the reliability of fully autonomous flights and integration with civilian airspace. safety in uav operations depend on reducing technical barriers and improving their autonomous capabilities. in this paper, a collision resolution algorithm based on predictive control is introduced in a multi-uav scenario to calculate and introduce the predicted path with the least mission completion time. then, a collision avoidance system is designed based on a distributed mpc for trajectory tracking, where anti-collision constraints are defined in accordance with icao right-of-way rules. the simulation results show that the proposed design can solve the conflicts in real time and in a crowded airspace without creating conflicts in the path and secondary collision.