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In-flight Kinematic Model Parameter Estimation and Adaptive Path Planning for Unmanned Aircraft

Benders, Sebastian und Schopferer, Simon und Nawrath, Arne (2020) In-flight Kinematic Model Parameter Estimation and Adaptive Path Planning for Unmanned Aircraft. In: AIAA Scitech 2020 Forum. AIAA SciTech Forum, Intelligent Systems Conference, 2020-01-06 - 2020-01-10, Orlando, USA. doi: 10.2514/6.2020-0135. ISBN 978-162410595-1.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
3MB

Offizielle URL: https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2020-0135

Kurzfassung

In real-world applications, unmanned aircraft may be subject to short-term configuration changes such as new payloads, additional batteries or antennas. Furthermore, degradation of materials, system failures, icing and weather conditions may impact performance. As a consequence, performance parameters may often be unknown or subject to uncertainty. To handle such performance uncertainties within an autonomous system, the system must exhibit a high degree of self-awareness and be able to react and adapt to false assumptions and inaccurate parameter values. Within this work, an adaptive path planning approach based on in-flight estimation of kinematic model parameters is presented. In order to achieve this, the parameters of the kinematic model used for path planning are continuously monitored and the flight path is re-planned correspondingly in order to fully utilize the aircraft's turn and climbing performance. At the same time the path tracking error and required safety distance along the flight path are minimized. Simulation results for multiple scenarios indicate that the approach improves performance and safety in the presence of uncertain or changing kinematic model parameters.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/136825/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:In-flight Kinematic Model Parameter Estimation and Adaptive Path Planning for Unmanned Aircraft
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Benders, SebastianSebastian.Benders (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schopferer, SimonSimon.Schopferer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nawrath, Arnearne.m.nawrath (at) gmail.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:6 Januar 2020
Erschienen in:AIAA Scitech 2020 Forum
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.2514/6.2020-0135
ISBN:978-162410595-1
Status:veröffentlicht
Stichwörter:unmanned aircraft, UAV, path planning, parameter estimation, wind, kinematic model
Veranstaltungstitel:AIAA SciTech Forum, Intelligent Systems Conference
Veranstaltungsort:Orlando, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:6 Januar 2020
Veranstaltungsende:10 Januar 2020
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Systeme und Kabine (alt)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Flugsystemtechnik
Institut für Flugsystemtechnik > Unbemannte Luftfahrzeuge
Hinterlegt von: Benders, Sebastian
Hinterlegt am:05 Nov 2020 14:22
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:39

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