다수 무인기 군집비행을 위한 통합 벡터필드 유도법칙 연구

홍진성

doi:10.5762/KAIS.2022.23.12.629

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자료유형: 학술저널

저자정보: 홍진성 (인하공업전문대학)

저널정보: 한국산학기술학회 한국산학기술학회 논문지 한국산학기술학회논문지 제23권 제12호

발행연도: 2022.12

수록면: 629 - 635 (7page)

DOI: 10.5762/KAIS.2022.23.12.629

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군집비행(flocking)은 목표점이 없이 새와 같은 무리가 서로의 위치 교환을 통해 충돌하지 않고 한데 모여서 비행하는 것으로 정의한다. 군집비행을 다수의 무인기를 이용한 비행으로 확장하면, 무인기는 정찰 또는 공격임무 등의 목표를 달성하기 위해 미리 입력되거나 실시간으로 변하면서 추종해야 할 항로점(waypoint)이 필요하다. 주어진 항로점을 향한 군집비행 방법으로 기존의 벡터필드 유도법칙과 증강 CS 모델 및 포텐셜 필드(potential field)를 합해 사용한 알고리즘이 있다. 이 방법은 포텐셜 필드를 추가적으로 사용하고 있으며, 세 개의 다른 유도법칙의 합을 사용함에 따라 가중치 계산을 해야만 한다. 본 논문에서는 가중치 계산이 불필요하도록 증강 CS 모델 안에 벡터필드의 속도 명령을 직접 사용한 통합 벡터필드 유도법칙을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 통합 벡터필드 유도법칙을 사용하는 다수의 무인기가 임의의 위치에서 출발했을 때 서로 군집을 형성하고 충돌을 회피하면서 주어진 항로점을 따라 비행하는 것을 확인하였다. 제안한 알고리즘은 장애물 회피에도 활용할 수 있음을 추가적으로 확인하였다.

#Vector Field #Cucker-Smale Model #Flocking #Multi-agent Control #Obstacle Avoidance

참고문헌 (12)

참고문헌 신청

C. W. Reynolds, “Flocks, Herds, and Schools : A Distributed Behavioral Model”, Computer Graphics , vol. 21, no. 4, pp. 25-34, 1987. DOI: https://doi.org/10.1145/37402.37406

F. Cucker and S. Smale, “Emergent Behavior in flocks”, IEEE Transactions on automatic control , vol. 52, no. 6, pp. 852-862, 2007. DOI: https://doi.org/10.1109/TAC.2007.895842

L. Perea, G. Gomez and P. Elosegui, “Extension of the cucker-smale control law to space flight formations”, Journal of guidance, control, and dynamics , vol. 32, no. 2, pp. 527-537, 2009. DOI: https://doi.org/10.2514/1.36269

J. Park, H. Kim and S. Ha, “Cucker-Smale Flocking with Inter-Particle Bonding Forces”, IEEE Transactions on Automatic Control , pp. 2617-2633, 2010. DOI: https://doi.org/10.1109/TAC.2010.2061070

D. Koditschek, “Exact robot navigation by means of potential functions”, IEEE International Conference , 1987.

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홍진성

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