3D DYNAMIC UAV PATH PLANNING ALGORITHM FOR INTERCEPTING OF MOVING TARGET

Hendri Himawan T, Dr. Teguh Bharata Adji

2012 | Tesis | S2 Teknik Elektro

Saat ini PUNA (Pesawat Udara nir Awak) mempunyai peranan yang sangat penting baik dalam operasi militer atau aplikasi di bidang sipil. Di bidang militer, PUNA digunakan untuk menghancurkan sasaran dan melakukan pengamatan. Contoh aplikasi PUNA pada bidang sipil adalah pengamatan bencana alam, misi pencarian dan penyelamatan, inspeksi jaringan tenaga listrik. dan memonitor trafik. Disamping permasalahan mekanik, terdapat dua permasalahan utama pada PUNA yaitu sistem control dan sistem perencanaan lintasan. Perencanaan lintasan adalah salah satu bagian yang penting dalam pengembangan PUNA otonom. Kegunaan dari sistem perencanaan lintasan adalah mengarahkan PUNA melewati waypoint menuju ke sasaran. Pada penelitian ini, metode baru tentang tentang perencaan lintasan dinamis PUNA dikembangkan. Metode ini dinamakan algoritma L+Dumo. Algoritma L+Dumo mengintegrasikan dua algoritma yaitu algoritma linear dan modifikasi algoritma Dubins. algoritma linier digunakan untuk mendapatkan lintasan optimal dalam bentuk lintasan linear. Modifikasi algoritma Dubins digunakan untuk menghindari rintangan selama penerbangan. Metode ini diuji menggunakan simulasi pada ruang 3D. Skenario berawal dengan PUNA terbang dari pangkalan pemberangkatan dan melakukan penerbangan dengan ketinggian tertentu. Setelah itu, PUNA harus mengejar sasaran dengan perencanaan lintasan tertentu dan PUNA harus menghindari rintangan pada ruang udara sebelum mencapai sasaran tersebut. Dalam menghindari rintangan, PUNA harus memenuhi persyaratan keamanan jarak antara PUNA dengan rintangan. Tujuan dari PUNA adalah menjaga besar jarak terakhir antara PUNA dengan sasaran. Jarak tersebut bergantung dari kriteria misi yang telah ditetapkan seperti jarak penguncian target atau jarak pengamatan. Pada pengujian, posisi awal dari PUNA dan sasaran ditetapkan berbeda untuk setiap skenario. Hasil pengujian menunjukkan bahwa metode ini memenuhi persyaratan keamanan ketika melewati rintangan. Metode ini juga meyelesaikan permasalahan perencanaan lintasan dinamis PUNA untuk mengejar sasaran dengan nilai akurasi sebesar 81.0876%.

Nowadays, UAV takes important role for both in military operation and civilian. The usage of UAV in military operation is for target reconnaissance and surveillance. Surveillance of natural disasters, search and rescue, power lines inspection and traffic monitoring are examples of civilian UAV applications. Besides mechanical problems, two major problems encountered by UAV are control system and path planning system. Path planning system is one of the important things for establishing autonomous UAV. In order to intercepting a target, utilization of the system guides UAV through waypoint to reach the target. In this research, a new approach of dynamic path planning system is proposed. This method which is called L+Dumo algorithm integrates two algorithms i.e. linear algorithm and modified Dubins algorithm. Linear algorithm is used to find optimal path in linear slope. Modified Dubins algorithm is employed to avoid an obstacle during the UAV􀂶s flight. The method has been tested using a simulation in 3D Euclidean space. The simulation scenario starts with a UAV leaving from the base and flies in a certain altitude. Afterwards, the UAV has to intercepting a moving target with a specific path planning. Before reaching the target, the UAV must avoid an obstacle in air space. The UAV has to meet safety constraint when avoiding the obstacle. The objective of the mission is the final distance between the UAV and the target. The final distance depends on the mission criteria such as target locking or target surveillance. The starting positions for both the UAV and the target have been set up differently for each scenario. The test result shows that the method satisfies safety constraint when avoiding the obstacle. The method also solves the dynamic path planning problem for intercepting a target in 3D space with accuracy of 81.0876%.

Kata Kunci : Perencanaan lintasan 3D, algoritma L+Dumo, modifikasi algoritma Dubins, algoritma linier