Mehrfachabfragbare Pfadplanung für das UAV Prometheus unter kinodynamischen Nebenbedingungen

Abstract

Die hier vorgestellte Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Pfadplanung für das am DLR entwickelte UAV Prometheus. Ziel der Arbeit ist es, basierend auf der Verwendung von mehrfachabfragbaren Roadmaps, ein Modul zur Bahnplanung zu entwerfen. Die Pfadplanung erfolgt unter Berücksichtigung kinematischer und dynamischer Nebenbedingungen. Nach einer Übersicht über relevante Grundlagen werden der Entwurf und die Implementierung einer Roadmap auf Basis quasi-zufälliger Sequenzen unter Berücksichtigung gestellter Rahmenbedingungen betrachtet. Um Bewegungseinschränkungen des UAV zu berücksichtigen, wird innerhalb der Horizontalen eine Modellierung als Dubins-Vehikel gewählt, das vertikale Verhalten wird durch eine Doppelintegrator-Dynamik repräsentiert. Die beiden Einzellösungen werden dann zu einer dreidimensionalen Gesamtlösung zusammengesetzt. Besondere Aufmerksamkeit gilt verschiedenen Roadmap-Parametern, deren Optimierung untersucht wird. Eine Auswertung zeigt die Funktionsfähigkeit des implementierten Planers. Abschließend wird ein Ausblick auf mögliche, zukünftige Erweiterungen gegeben.