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J-GLOBAL ID：201702280798774329   整理番号：17A1224826

分散モデル予測制御に基づく多数の小型UAVの無衝突誘導制御

Collision-free guidance control of multiple small UAVs based on distributed model predictive control

著者 (5件)： SUZUKI Satoshi (Faculty of Textile Science and Technology, Shinshu University) ,  SHIBATA Masamitsu (Graduate School of Science and Technology, Shinshu University) ,  SASAOKA Takashi (Faculty of Textile Science and Technology, Shinshu University) ,  IIZUKA Kojiro (College of Systems Engineering and Science, Shibaura Institute of Technology) ,  KAWAMURA Takashi (Faculty of Textile Science and Technology, Shinshu University)
資料名： Mechanical Engineering Journal (Web)  (Mechanical Engineering Journal (Web))
巻： 4  号： 4  ページ： 17-00117(J-STAGE)  発行年： 2017年 
JST資料番号： U0484A  ISSN： 2187-9745  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 多数の小型無人機(SUAV)の無衝突誘導制御を設計した。SUAVの安全運転制御システムの設計では,衝突回避を考慮しなければならない。したがって,衝突回避を実現するために,分散モデル予測制御(DMPC)を使った誘導制御システムを提案した。効率的な回避の設計では,各UAV間の相対位置ベクトルに対する制約を考慮する。制御される対象として小型のマルチローター・ヘリコプターを考え,ヘリコプターの並進モデルを使って誘導制御システムを設計する。入力制約,状態制約,及び相対位置ベクトル制約の三つの制約により,DMPCを設計する。入力制約と状態制約は,一定限界内の入力の衝突回避を実現する。もし,あるヘリコプターの移動進路が他のヘリコプターの移動進路により大きく影響されるなら,相対位置ベクトル制約が,ヘリコプターに相対位置を互いに交換させる。これらの制約を使うことにより,円滑な衝突回避が実現する。数値シミュレーションと飛行実験を行って,設計した制御システムの有効性を確認した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： 小型 ,  *無人機 ,  制御 ,  *衝突回避 ,  *予測制御 ,  ヘリコプタ ,  運転 ,  位置 ,  回転翼機 ,  並進 ,  制約条件 ,  最適制御 ,  シミュレーション ,  数値解析 ,  飛行試験
準シソーラス用語： UAV【航空機】 ,  誘導制御 ,  *分散モデル予測制御 ,  安全運転 ,  相対位置 ,  マルチロータヘリコプター ,  入力制約 ,  状態制約

著者キーワード (5件)： SUAV ,  Guidance control ,  Collision avoidance ,  Distributed model predictive control ,  Multi rotor helicopter

分類 (2件)： 操縦・制御系統  (QK05020Z) ,  航空機  (QK06000K)

引用文献 (15件)：

• Arai, T. and Ota, J., Motion Planning of Multiple Mobile Robots Using Virtual Impedance, Journal of the Robotics Society of Japan, Vol.11, No.7 (1993), pp.107-114. (in Japanese)
• Chung, H. and S. Sastry, Autonomous Helicopter Formation using Model Predictive Control, Proceeding of the AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference and Exhibit, (2006).
• Howard, R.M. and Kaminer, I., Survey of Unmanned Air Vehicles, Proceeding of the American Control Conference, Vol.5,(1995), pp.2950-2953.
• Ishikawa, T. and Hori, K., A Collision Avoidance Algorithm using Artificial Potential Method considering Relative Velocity, Proceedings of the 22th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, (2008), 2J2-2. (in Japanese)
• Jongho Shin and Kim, H.J., Nonlinear Model Predictive Formation Flight, IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, Part A: Systems and Humans, Vol.39, No.5 (2009), pp.1116-1125.

タイトルに関連する用語 (4件)： 分散モデル予測制御 ,  小型UAV ,  衝突 ,  誘導制御