Hybrid Multiscale Search for Dynamic Planning of Multi-Agent Drone Traffic

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作者
Jun Xiang,Jun Chen,Yanchao Liu
出处
期刊:Journal of Guidance Control and Dynamics [American Institute of Aeronautics and Astronautics]
卷期号:46 (10): 1963-1974 被引量:2
标识
DOI:10.2514/1.g007343
摘要

Unmanned aerial vehicles or drones are widely used or proposed to carry out various tasks in low-altitude airspace. To safely integrate drone traffic into congested airspace, the current concept of operations for drone traffic management will reserve a static traffic volume for the whole planned trajectory, which is safe but inefficient. In this paper, we propose a dynamic traffic volume reservation method for the drone traffic management system based on a multiscale A* algorithm. The planning airspace is represented as a multiresolution grid world, where the resolution will be coarse for the area on the far side. Therefore, each drone only needs to reserve a temporary traffic volume along the finest flight path in its local area, which helps release the airspace back to others. Moreover, the multiscale A* can run nearly in real-time due to a much smaller search space, which enables dynamically rolling planning to consider updated information. To handle the infeasible corner cases of the multiscale algorithm, a hybrid strategy is further developed, which can maintain a similar optimal level to the classic A* algorithm while still running nearly in real-time. The presented numerical results support the advantages of the proposed approach.

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