3D formations of unmanned aerial vehicles

A 3D extension of the leader–follower approach of formation trajectory planning, applicable for a formation of autonomous quad–rotor Unmanned Aerial Vehicles, is presented in this thesis. The proposed trajectory planning approach is based on the Model Predictive Control (MPC) method. The implemented system is suitable for deployment of groups of flying robots in environment with static as well as dynamic obstacles. Beside the obstacle avoidance functionality, a failure tolerance mechanism is included into the formation coordination. Simulation results are provided to show the correctness of the proposed methods. Abstrakt Tato práce se zabývá rozš́ı̌reńım leader–follower systému ř́ızeńı formace pozemńıch robot̊u tak, aby byl použitelný pro ř́ızeńı formace bezpilotńıch kvadrokoptér. Pro plánováńı trajektoríı jednotlivých člen̊u formace je použita metoda prediktivńıho ř́ızeńı (MPC). Navržený systém je použitelný pro ř́ızeńı formaćı létaj́ıćıch robot̊u v prostřed́ı se statickými i dynamickými překážkami. Do systému je implementována metoda pro zabráněńı koliźı mezi členy formace. Prezentované výsledky numerických simulaćı potvrzuj́ı správnost navržených metod.