toplogo
サインイン

固定翼無人航空機における非一様な風環境でのエネルギー最適化計画


核心概念
非一様な風環境下で固定翼無人航空機の経路を計画する際、エネルギー消費を最小化することで、安全性と効率性を両立できる。
要約
本研究では、固定翼無人航空機のキネマティックなデュービンス経路を利用し、非一様な風環境下でのエネルギー最適化経路計画手法を提案している。 合成風環境と実世界の風環境を用いて評価を行い、以下の知見を得た: 地面基準のデュービンス経路は、空気基準のデュービンス経路に比べて計算コストが低く、オンボードでの実装に適している。 エネルギー最適化経路は、時間最適化経路と比べて、エネルギー消費を11-13%削減できるが、飛行時間が12-30%長くなる。 最短距離経路は、強い下降気流により実行不可能となる一方、エネルギー/時間最適化経路は安全に経路を生成できる。 上昇気流を活用することで、エネルギー消費を大幅に削減できる。
統計
風速が15 m/sの場合、最短距離経路は実行不可能となる。 エネルギー最適化経路は時間最適化経路と比べて、エネルギー消費が72.4 kJから71.3 kJに減少する。 時間最適化経路は飛行時間が234秒から230秒に短縮される。
引用
"エネルギー最適化経路は、時間最適化経路と比べて、エネルギー消費を11-13%削減できるが、飛行時間が12-30%長くなる。" "最短距離経路は、強い下降気流により実行不可能となる一方、エネルギー/時間最適化経路は安全に経路を生成できる。"

抽出されたキーインサイト

by Yufei Duan,F... 場所 arxiv.org 04-03-2024

https://arxiv.org/pdf/2404.02077.pdf
Energy-Optimized Planning in Non-Uniform Wind Fields with Fixed-Wing  Aerial Vehicles

深掘り質問

非一様な風環境下での経路計画において、機体の姿勢制御を考慮することで、さらなるエネルギー削減は可能か?

本研究では、機体の姿勢制御を考慮することで、非一様な風環境下での経路計画においてさらなるエネルギー削減が可能と考えられます。機体の姿勢制御を最適化することで、風を利用してより効率的な飛行経路を設計し、エネルギー消費を最小限に抑えることができます。特に、風向や風速が不利な状況下であっても、機体の姿勢制御を適切に調整することで、エネルギーの効率的な利用が可能となります。したがって、機体の姿勢制御を経路計画に組み込むことで、さらなるエネルギー削減が実現できると考えられます。
0
visual_icon
generate_icon
translate_icon
scholar_search_icon
star