In recent days, with developments of automated control technologies, the UAV(Unmanned Aerial Vehicle) is used in various missions such as reconnaissance, scientific research and air-to-ground attack etc. Performing the missions, the collision problem between UAVs is very significant.
In this thesis, the optimal collision avoidance algorithm for unmanned aerial vehicles based on proportional navigation guidance is investigated. Although proportional navigation guidance law is widely used in missile guidance problems, it can be used in collision avoidance problem by guiding the relative velocity vector to collision avoidance vector. The optimal navigation coefficient can be obtained if obstacle moves with constant velocity vector. The stability of proposed algorithm is also studied using circle criterion. we also use the linearized model to analysis the stability and solve the optimization problem. For the reality, extension to 3-dimensional problem is also investigated.
최근들어 자동제어기술의 발달과 더불어 무인항공기가 정찰이나 과학연구 또는 공대지 공격등 많은 다양한 임무에 사용되어 지고 있다. 임무를 수행하는 동안에 무인 항공기 사이의 충돌 문제는 매우 심각한 사항이다.
이 연구에서는 비례항법에 기초한 무인항공기의 최적 충돌 회피에 대하여 연구하였다. 비례항법은 미사일 유도 문제에 광범위하게 사용되고 있으나 이는 또한 상대속도 벡터를 충돌회피 벡터로 유도시킴으로써 충돌회피 문제에도 사용될 수 있다. 만약 장애물의 속도 벡터가 일정하다고 가정한다면 최적 항법계수를 얻어낼 수 있다. 여기에서 제안된 알고리즘의 안정성은 Circle criterion을 이용하여 분석하였다. 또한 비선형 선형화 하여 안정성 및 최적문제를 쉽게 다룰 수 있도록 하였다. 2차원에서의 비선형문제와 선형화된 문제를 비교하여 선형화에 의한 분석의 타당성을 입증하였다. 또한 현실성을 위해 3차원 문제로의 확장역시 이 연구에서 다루었다.
