Manewr omijania zagregowanej grupy przeszkód poruszających się w otoczeniu samolotu

pol Artykuł w języku polskim DOI: 10.14313/PAR_239/5

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

Pobierz Artykuł

Streszczenie

Sukces uniknięcia kolizji z ruchomymi przeszkodami zależy od rozwiązania najistotniejszych problemów takich jak: szybkie wykrycie przeszkód, sprawdzenie czy stanowią zagrożenie oraz podjęcie właściwej decyzji o sposobie ich ominięcia. Do podjęcia tej decyzji niezbędna jest właściwa identyfikacja rodzaju zagrożenia, w tym między innymi czy wykryte przeszkody należy potraktować jako jedną zagregowaną grupę. Do typowych przypadków zalicza się agregację ruchomych przeszkód poruszających się blisko siebie. Opisano sytuacje, gdy dołączeniu do grupy podlegają obiekty przemieszczające się w większej odległości od siebie. Zaprezentowano algorytm podejmowania decyzji przypisania (zagregowania) ruchomych przeszkód do danej grupy. Przedstawiono sposób wyliczania jej charakterystycznych parametrów. Omawiane zagadnienia zostały zilustrowane wynikami symulacji manewrów omijania zagregowanej grupy ruchomych przeszkód dla wybranych scenariuszy.

Słowa kluczowe

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

The Avoiding Manoeuvre Against Aggregated Group of Obstacles Moving Around the Airplane

Abstract

Successful avoidance of a mid air collision with moving obstacles depends on solutions of some most essential problems, e.g.: quick detection of an obstacle, verification whether detected obstacle is a critical one and making right decision on evasive manoeuvre. This decision – making process requires an appropriate identification of a threat’s nature, including whether detected obstacles should be treated as one aggregated group. Aggregation of obstacles moving in short distance one to the other is a typical case. The paper addresses also the case of inclusion the obstacle to the group objects moving in longer distances one to the other. The algorithm used for deciding whether a moving obstacle should be added to (aggregated with) a given group has been presented. A method for computing its characteristic parameters has been presented too. Selected scenarios of avoiding the aggregated group of moving obstacles have been simulated and results obtained illustrates problems considered.

Keywords

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

Bibliografia

  1. Graffstein J., Functioning of air anti-collision system during test flight, “Aviation”, Vol. 18, No. 1, 2014, 44–51, DOI: 10.3846/16487788.2014.865945.
  2. Graffstein J., Dobór parametrów manewru antykolizyjnego i jego przebieg, „Prace Instytutu Lotnictwa”, Nr 224, 2012, 31–43.
  3. Graffstein J., Elementy procesu wykrycia zagrożenia kolizją i automatycznie sterowany manewr awaryjny, „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 16, Nr 2, 2012, 383–387.
  4. 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.
  5. Jung T., Piera M.A., Ruiz S., A causal model to explore the ACAS induced collisions, “Journal of Aerospace Engineering”, Vol. 228, No. 10, 2015, 1735–1748, DOI: 10.1177/0954410014537242.
  6. Lin C.E., Wu Y.-Y., Collision avoidance solution for low-altitude flights, “Journal of Aerospace Engineering”, Vol. 225, No. 1, 2011, 779–790, DOI: 10.1177/0954410011399211.
  7. Lin Z., Castano L., Mortimer E., Xu H., Fast 3D collision avoidance algorithm for fixed wing UAS, “Journal of Intelligent & Robotic Systems”, Vol. 97, 2019, 577–604, DOI: 10.1007/s10846-019-01037-7.
  8. Orefice M., Di Vito V., Aircraft automatic collision avoidance using spiral geometric approach, International Conference on Aerospace Sciences and Aviation Technology (ICASAT), 2016, 1–10, DOI: 10.5281/zenodo.1123671.
  9. 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.
  10. Stevens B.L., Levis F.L, Aircraft Control and Simulation, Wiley & Sons, Inc., 2016.
  11. 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 of Aerospace Engineering”, Vol. 229, No. 13, 2015, 2416–2428, DOI: 10.1177/0954410015577147.