Απλοποίηση Της Παρακολούθησης Δρόμου Σε Μη Επανδρωμένα Εναέρια Οχήματα Με Ισοδυναμία Ανάδρασης

Abstract

Η πλοήγηση ενός μη επανδρωμένου εναέριου οχήματος, όπως και κάθε άλλου αυτόνομου ρομποτικού συστήματος, αποτελείται από τρία διαφορετικά υπο-προβλήματα: τον σχεδιασμό δρόμου, την χωροθέτηση και τον έλεγχο. Στα πλαίσια αυτής της διπλωματικής εργασίας επικεντρωνόμαστε στον τελευταίο από αυτά και συγκεκριμένα προτείνουμε μία μέθοδο που απλοποιεί τον σχεδιασμό ελεγκτών. Εισάγουμε αρχικά έναν μετασχηματισμό ο οποίος μεταφέρει την καμπύλη ή επιφάνεια αναφοράς του συστήματος σε ευθεία ή επίπεδο αντίστοιχα. Αφού τον επεκτείνουμε σε όλον τον χώρο κατάστασης, δείχνουμε ότι οι κινηματικές εξισώσεις του συστήματος μένουν αναλλοίωτες. Επομένως, το πρόβλημα απλοποιείται στο σχεδιασμό ελεγκτή για έναν αρκετά απλούστερο δρόμο.Αφού δείξουμε την εν λόγω συμμετρία, εφαρμόζουμε την μέθοδο αρχικά στην παρακολούθηση συνεχώς παραγωγίσιμων καμπυλών και επιφανειών. Και στις δύο περιπτώσεις εξάγουμε τις συνθήκες αντιστροφής και βλέπουμε πως αυτές επηρεάζουν τις καμπύλες ή επιφάνειες οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν με την μέθοδο. Ανάλογα αναπτύσσουμε και την πιο ενδιαφέρουσα πρακτικά περίπτωση όπου ο δρόμος αναφοράς είναι πολυγωνική καμπύλη ή τριγωνοποιημένη επιφάνεια. Το κύριο μέλημά μας στην τελευταία περίπτωση είναι η ισομετρική παραμετροποίηση της τριγωνοποιημένης επιφάνειας και για αυτόν τον σκοπό παρουσιάζουμε μία κατάλληλη μέθοδο. Τέλος, για όλες τις περιπτώσεις παραθέτουμε αποτελέσματα προσομοιώσεων στα οποία δείχνεται η αποτελεσματικότητα της μεθόδου.