Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Flatness-based finite-horizon multi-UAV formation trajectory planning and directionally aware collision avoidance tracking

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21230%2F25%3A00384232" target="_blank" >RIV/68407700:21230/25:00384232 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://doi.org/10.1016/j.jfranklin.2025.107867" target="_blank" >https://doi.org/10.1016/j.jfranklin.2025.107867</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.jfranklin.2025.107867" target="_blank" >10.1016/j.jfranklin.2025.107867</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Flatness-based finite-horizon multi-UAV formation trajectory planning and directionally aware collision avoidance tracking

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Optimal collision-free formation control of the unmanned aerial vehicle (UAV) is a challenge. The state-of-the-art optimal control approaches often rely on numerical methods sensitive to initial guesses. This paper presents an innovative collision-free finite-time formation control scheme for multiple UAVs leveraging the differential flatness of the UAV dynamics, eliminating the need for numerical methods. We formulate a finite-time optimal control problem to plan a formation trajectory for feasible initial states. This optimal control problem in formation trajectory planning involves a collective performance index to meet the formation requirements to achieve relative positions and velocity consensus. It is solved by applying Pontryagin's principle. Subsequently, a collision-constrained regulating problem is addressed to ensure collision-free tracking of the planned formation trajectory. The tracking problem incorporates a directionally aware collision avoidance strategy that prioritizes avoiding UAVs in the forward path and relative approach. It assigns lower priority to those on the sides with an oblique relative approach, disregarding UAVs behind and not in the relative approach. The high-fidelity simulation results validate the effectiveness of the proposed control scheme.

  • Název v anglickém jazyce

    Flatness-based finite-horizon multi-UAV formation trajectory planning and directionally aware collision avoidance tracking

  • Popis výsledku anglicky

    Optimal collision-free formation control of the unmanned aerial vehicle (UAV) is a challenge. The state-of-the-art optimal control approaches often rely on numerical methods sensitive to initial guesses. This paper presents an innovative collision-free finite-time formation control scheme for multiple UAVs leveraging the differential flatness of the UAV dynamics, eliminating the need for numerical methods. We formulate a finite-time optimal control problem to plan a formation trajectory for feasible initial states. This optimal control problem in formation trajectory planning involves a collective performance index to meet the formation requirements to achieve relative positions and velocity consensus. It is solved by applying Pontryagin's principle. Subsequently, a collision-constrained regulating problem is addressed to ensure collision-free tracking of the planned formation trajectory. The tracking problem incorporates a directionally aware collision avoidance strategy that prioritizes avoiding UAVs in the forward path and relative approach. It assigns lower priority to those on the sides with an oblique relative approach, disregarding UAVs behind and not in the relative approach. The high-fidelity simulation results validate the effectiveness of the proposed control scheme.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10201 - Computer sciences, information science, bioinformathics (hardware development to be 2.2, social aspect to be 5.8)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2025

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Journal of the Franklin Institute

  • ISSN

    0016-0032

  • e-ISSN

    1879-2693

  • Svazek periodika

    362

  • Číslo periodika v rámci svazku

    12

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    24

  • Strana od-do

  • Kód UT WoS článku

    001536819900001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-105010220036