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3차원 일대일 충돌 감지 및 회피 알리고리듬

Algorithm for Pairwise Collision Detection and Avoidace in 3-D

  • 김광연 (한국과학기술원 항공우주공학과 대학원) ;
  • 박정우 (한국과학기술원 항공우주공학과 대학원) ;
  • 탁민제 (한국과학기술원 항공우주공학과)
  • 발행 : 2008.10.04

초록

본 논문에서는 3차원 일대일 충돌 감지, 충돌 회피 및 경로점 유도를 위한 알고리듬에 대해 다룬다. 항공기는 질점 모델로 가정하였다. 충돌 감지는 최근접점까지 남은 시간과 그 때의 거리를 기준 값과 비교하여 수행하였다. 충돌 회피는 최적 제어 이론을 이용하여 최종 시간에서의 상대 거리를 최대화하는 가속도 입력을 계산하여 수행하였다. 경로점 유도는 잘 알려진 비례항법유도를 적용하였다. 제안된 알고리듬의 성능은 두 개의 시나리오를 통하여 검증하였다.

This paper presents the development of a real-time algorithm for collision detection, collision avoidance and guidance to way-point. Three-dimensional point-mass aircraft models are used. For collision detection, time of closest point of approach(CPA) and distance at CPA are compared to threshold values. For collision avoidance, optimal acceleration input which maximizes the terminal relative distance is calculated based on optimal control theory. For guidance to way-point, proportional navigation guidance, the well-known method, is used. Two scenarios of encounter situation are illustrated to validate performance of proposed algorithm.

키워드

참고문헌

  1. I.Hwang and C.J.Tomlin, 'Protocol-based Conflict Resolution for Air Traffic Control', Air Traffic Control Quarterly, Vol.15, No.1, 2007
  2. 오수훈, 구삼옥, '무인기의 공역 진입 요건', 항공우주기술 제 4권 제 2호
  3. 최주원, '민간 무인기의 충돌회피 기술개발 동향', 항공우주산업기술동향 2권 1호, 2004, pp. 142-151
  4. J.K.Kuchar and L.C.Yang, 'A Review of Conflict Detection and Resolution Modeling Methods', IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, Vol.1, No.4, Dec. 2000, pp. 179-189 https://doi.org/10.1109/6979.898217
  5. 김유단, 이금진, '항공교통관리 기술의 개발동향', 한국항공우주학회지, 31권 10호, 2003년 12월, pp. 120-133
  6. P.K.Menon, G.D.Sweriduk and B.Sridhar, 'Optimal Strategies for Free-Flight Air Traffic Conflict Resolution', AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol.22, No.2, 1999, pp202-211 https://doi.org/10.2514/2.4384
  7. J.Krozel, M.E.Peters and G.Hunter, 'Conflict Detection and Resolution for Future Air Transportation Management', NASA TR 97138-01, April, 1997
  8. A.W.Merz, 'Maximum-Miss Aircraft Collision Avoidance', Dynamics and Control 1, 1991, pp. 25-34 https://doi.org/10.1007/BF02169422
  9. D.G.Hull, 'Optimal Control Theory for Applications', Springer, 2003
  10. F.P.Adler, 'Missile Guidance by Three-Dimensional Proportional Navigation', Journal of Applied Physics, Vol. 27, No.5, May. 1956, pp. 500-507 https://doi.org/10.1063/1.1722411