障害物との接近度に応じたランダム探索による衝突回避飛行軌道の生成

摘要

近年，無人航空機（UAV：Unmanned Aerial Vehicle）の活動範囲は農業，物資輸送，空撮，建物点検など急速に拡大しており，近い将来，多くのUAV が飛び交う状況が予想される．UAV が人々の生活に浸透していく為には，人や建物などに衝突しない安全な自律飛行システムの実現が極めて重要な課題であり，障害物や飛行禁止区域を回避しながら目的地点へ向かう軌道を生成する自律誘導アルゴリズムの必要性が高まっている．これまでに行われた先行研究として，宮本らによる遺伝的アルゴリズムを用いた最適軌道生成1)や，Doebbler らによるA* (A-Star)アルゴリズムを用いた最短経路探索2)が存在する．前者のような最適化計算による研究の多くは，計算コストが膨大であるが，機体運動に正確な軌道を得られる．一方で，後者のような経路探索による研究の多くは，機体の運動モデルをほとhど考慮していないが，軌道生成を高速に行える．しかし，障害物が膨大に存在する複雑な飛行環境下では，機体運動の追従性を確保した上で回避軌道を高速に生成することが必要である．