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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학술저널
- 저자정보
- 발행연도
- 2024.11
- 수록면
- 1,277 - 1,286 (10page)
- DOI
- 10.5302/J.ICROS.2024.24.0196
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This paper presents a swarm system for small fixed-wing unmanned aerial vehicles (UAVs). To enable multiple UAVs to perform various missions while maintaining close proximity and avoiding collisions, we develop a hybrid-flocking control algorithm that combines three types of control protocols: vector field guidance for path following and loitering, the augmented Cucker Smale model for collective flocking behavior, and a potential field for collision avoidance. Additionally, to address the requirements of different mission scenarios, we define several swarm modes: swarm collective loitering for cohesive circling at the same altitude, swarm group loitering for circling at different altitudes, swarm movement for flocking flight toward a target point, and individual loitering for single UAV circling. To reduce the risk of collisions during mode transitions, we employ k-means clustering to form subgroups and optimize control weights within the hybrid-flocking control algorithm. The effectiveness of the proposed system is validated through simulations of swarm mission scenarios. These simulations demonstrate that missions can be performed safely without collisions by utilizing optimized weights for the various swarm modes.
목차
Abstract
I. 서론
II. 하이브리드 군집 제어 알고리즘
III. 군집 모드에서의 고려 사항
IV. 군집 모드 전환 시 제어 가중치 최적화
V. 군집 무인기 운용 시나리오 시뮬레이션 결과
VI. 결론
REFERENCES
참고문헌 (12)
참고문헌 신청
S. Park, “Rendezvous guidance on circular path for fixed-wing UAV,” International Journal of Aeronautical and Space Sciences, vol. 22, no. 1, pp. 129-139, 2021.
J. Kim, H. Oh, B. Yu, and S. Kim, “Optimal task assignment for UAV swarm operations in hostile environments,” International Journal of Aeronautical and Space Sciences, vol. 22, no. 2, pp. 456-467, 2021.
D. Lee, “A real-time algorithm of task allocation and trajectory planning considering task weights for drone swarms,” Journal of Institute of Control, Robotics and Systems (in Korean), vol. 27, no. 2, pp. 118-123, 2021.
D. Lee, “A real-time algorithm of multiple task planning and trajectory planning for drone swarms,” Journal of Institute of Control, Robotics and Systems (in Korean), vol. 28, no. 4, pp. 371-376, 2022.
Y. Song, S. Lim, H. Myung, H. Lee, J. Jeong, H. Lim, and H. Oh, “Distributed swarm system with hybrid-flocking control for small fixed-wing UAVs: Algorithms and flight experiments,” Expert Systems with Applications, vol. 229:120457, 2023.
J. Kim, H. Oh, B. Yu, and S. Kim, “Optimal task assignment for UAV swarm operations in hostile environments,” International Journal of Aeronautical and Space Sciences, vol. 22, no. 2, pp. 456-467, 2021.
D. Lee, “A real-time algorithm of task allocation and trajectory planning considering task weights for drone swarms,” Journal of Institute of Control, Robotics and Systems (in Korean), vol. 27, no. 2, pp. 118-123, 2021.
D. Lee, “A real-time algorithm of multiple task planning and trajectory planning for drone swarms,” Journal of Institute of Control, Robotics and Systems (in Korean), vol. 28, no. 4, pp. 371-376, 2022.
Y. Song, S. Lim, H. Myung, H. Lee, J. Jeong, H. Lim, and H. Oh, “Distributed swarm system with hybrid-flocking control for small fixed-wing UAVs: Algorithms and flight experiments,” Expert Systems with Applications, vol. 229:120457, 2023.
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