본 논문에서는 고정익 무인항공기에 적합한 RRT 기반 경로계획법을 제시하였다. 본 알고리듬은 고정익 무인항공기의 동적한계를 고려하여 트리구조를 확장하며, 지형 및 장애물과 충돌이 없고 동적한계가 고려된 부드러운 경로를 생성한다. 본 알고리듬은 시작 및 목표점의 접근방향을 설정할 수 있고, 목표점에 도착시간에 도달하기 위한 속도명령을 이론적으로 계산한다. 또한 생성된 경로를 따르기 위한 롤각과 요구되는 공력 및 추력을 예측할 수 있으므로 고정익 무인항공기의 경로계획에 효과적으로 적용될 수 있다. 본 알고리듬의 성능은 알고리듬의 결과와 6 자유도 비선형 시뮬레이션의 결과를 서로 비교함으로서 검증을 하였다.
This paper proposes a path planning algorithm using rapidly-exploring random trees (RRTs) for fixed-wing unmanned aerial vehicles (UAVs). A pre-defined motion primitive set is used to extend the tree, and can be designed to reflect the dynamic capability of a target UAV. The algorithm produces collision-free, dynamically feasible, and smooth curves. Furthermore, the proposed method can determine the approach direction of each initial and goal position and the arrival time at the goal position by generating an inertial speed command. Estimated dynamic information, including roll, heading, required aerodynamic force, and thrust are also output of the algorithm. It is validated by performing several simulations and comparing its results with the response of a nonlinear six-degrees-of-freedom simulation. The results show that this algorithm can be successfully applied to fixed-wing UAV applications.