Autonomous Control for Orographic Soaring of Fixed-Wing UAVs

要約

我々は、地形の風場での自律飛行を可能にし、飛行持続時間を延長する固定翼 UAV 用の新しいコントローラーを紹介します。
私たちの方法は、ソアリング領域を特定し、UAV が沈降速度と上昇気流のバランスがとれた平衡ソアリング位置を達成するターゲット勾配ライン (TGL) を導入することで、位置制御の課題に対処します。
実験テストでは、非静的な風場で推力を使用せずに自律ソアリング飛行を維持するコントローラーの有効性を検証します。
また、TGL の操作を通じて、ソアリング位置での単一自由度の制御を実証します。

要約(オリジナル)

We present a novel controller for fixed-wing UAVs that enables autonomous soaring in an orographic wind field, extending flight endurance. Our method identifies soaring regions and addresses position control challenges by introducing a target gradient line (TGL) on which the UAV achieves an equilibrium soaring position, where sink rate and updraft are balanced. Experimental testing validates the controller’s effectiveness in maintaining autonomous soaring flight without using any thrust in a non-static wind field. We also demonstrate a single degree of control freedom in a soaring position through manipulation of the TGL.

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