Flugbahnplanung für unbemannte Kleinflugzeuge unter Berücksichtigung der Flugleistung in einem uniformen Windfeld

Kurzfassung

In der vorliegenden Arbeit wird ein Roadmap-basierter Planer entwickelt, der in einer dreidimensionalen Umgebung unter Einfluss eines uniformen Windsfelds einen Pfad finden kann. Der Planer nutzt dabei für die horizontalen Pfadanteile eine parametrische Beschreibung von Dubins-Pfaden, die mittels Trochoidsegmenten den Einfluss des Winds abbilden. Für die vertikalen Pfadanteile wird ein parametrischer Doppelintegrator verwendet, der sich unterscheidende Ober- und Untergrenzen berücksichtigen kann. Aufgrund der Parametrisierung können die beiden Teile einfach miteinander kombiniert werden. In ersten Untersuchungen wird festgestellt, dass mit einem ausreichend guten Regler kürzere und schnellere Wege gefunden werden. Zum Teil sind diese Wege durch neue direkte Verbindungen erheblich kürzer im Vergleich zu ohne Wind geplanten Pfaden.