2차원 평면에서 이동장애물에 대한 항공기의 유도/회피기동 연구

Abstract

비행중인 다른 항공기를 회피하며 항공기를 목표점까지 유도하는 문제를 2차원 평면에서 고려하였다. 항공기는 속도의 크기가 일정한 질점이며, 제어입력으로 측가속도를 사용하는 것으로 가정하였다. 이동장애물에는 척력 포텐셜함수를 목적점에는 인력 포텐셜함수를 인공적으로 부여하여 항공기에 척력과 인력이 작용하도록 하였다. 유도/회피명령은 이들 포텐셜력과 상대속도를 사용하여 실시간으로 구현 가능한 유도/회피법칙을 구현하였다. Log 형태의 포텐셜함수를 사용하면 구현된 유도법칙은 잘 알려진 비례항법유도법칙이 되며, 회피법칙은 장애물까지 도달시간에 반비례하고 시선각 변화의 반대 방향으로 항공기를 회전시킨다. 제안된 유도/회피법칙은 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다. An avoidance/guidance problem of an aircraft against moving obstacle is considered in two dimensional space. The aircraft is modelled as a point mass flying with constant speed. The lateral acceleration is assumed the control input. Artificial potential functions are applied to the terminal point and moving obstacles in order that repulsive forces and an attractive force are produced by the obstacles and the terminal point respectively. A real time guidance/avoidance law is proposed by using the potential forces and relative velocity. The guidance law for a logarithm potential function results the well-known proportional navigation law. The avoidance control command is inverse proportional to the time-to-go to the obstacle and turns the aircraft toward the negative direction of the line-of-sight change. The performance of the proposed guidance/avoidance law is verified with simulations.