Decentralized traffic management of autonomous drones

要約

共通空域の無人車両の数が増え続けるにつれて、ローカルおよびグローバルの航空交通の調整が法的および技術的なボトルネックになっています。
この課題に対処するには、制御の自動化と分散化が避けられない要件になります。
この論文では、競合に満ちた共通の航空調整タスクが解決される効果的なトラフィック フロー状態への、協調する自律エージェントの自己組織化を可能にするソリューションを紹介します。
現実的なシミュレーションを使用して、私たちのアルゴリズムがドローンの数とその速度範囲に関して安全で効率的でスケーラブルであると同時に、異種エージェントやエージェント間のペアごとの優先順位さえも処理できることを示します。
このアルゴリズムは、2 次元の疎または密な交通シナリオでも機能し、3 次元の階層化された飛行空間構造によって効率を高めることができます。
私たちのソリューションの実現可能性を裏付けるために、半径 125 メートルの円形エリア内で 100 台の自律型ドローンの調整された航空交通を実験的に実証しました。

要約(オリジナル)

Coordination of local and global aerial traffic has become a legal and technological bottleneck as the number of unmanned vehicles in the common airspace continues to grow. To meet this challenge, automation and decentralization of control is an unavoidable requirement. In this paper, we present a solution that enables self-organization of cooperating autonomous agents into an effective traffic flow state in which the common aerial coordination task – filled with conflicts – is resolved. Using realistic simulations, we show that our algorithm is safe, efficient, and scalable regarding the number of drones and their speed range, while it can also handle heterogeneous agents and even pairwise priorities between them. The algorithm works in any sparse or dense traffic scenario in two dimensions and can be made increasingly efficient by a layered flight space structure in three dimensions. To support the feasibility of our solution, we experimentally demonstrate coordinated aerial traffic of 100 autonomous drones within a circular area with a radius of 125 meters.

arxiv情報

著者 Boldizsár Balázs,Tamás Vicsek,Gergő Somorjai,Tamás Nepusz,Gábor Vásárhelyi
発行日 2023-12-18 13:52:52+00:00
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