دانشگاه اصفهان هوش محاسباتی در مهندسی برق 2821-0689 17 1 2026 05 22 Fast Trajectory Replanning of Racing UAVs in Restricted Space via Sepa-rating Hyperplanes and Disturbance Effects Estimation بازطراحی سریع مسیر حرکت پهپادهای مسابقه‌ای در فضای محدود با بهره‌گیری از ابرصفحه‌های جداساز و تخمین اثرات اغتشاش 19 44 30466 10.22108/isee.2026.146562.1763 FA نور عباس دانشجوی دکتری گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران حسین کریم پور استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران Journal Article 2025 09 06 Maintaining safe and reliable trajectories for multiple Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) in environments with obsta-cles and external disturbances, such as wind, remains a significant challenge. This paper presents a novel trajectory replanning approach for a group of UAVs in the presence of wind disturbances. The proposed method is based on re-flecting the impact of any uncertainty caused by disturbances as an uncertainty in the dynamic response of the quad-rotor, through the application of the forward reachable sets (FRSs) theory on the motion equations. This results in a location ellipsoid error for each quadrotor. Combining this error ellipsoid with the quadrotor's physical dimensions via a Minkowski sum yields an expanded safety ellipsoid. To avoid inter-UAV collisions, a separating hyperplane is con-structed between pairs of safety ellipsoids at each replanning instant. Furthermore, the adaptation of the trajectory to instantaneous conditions is made possible through the application of a virtual force field at each point on the trajecto-ry. This force field accounts for both the intensity of wind disturbance and the proximity of the trajectory to surround-ing obstacles and other quadrotors (delimited by hyperplanes), allowing the trajectory to be reconfigured while preserv-ing some key optimal characteristics<strong>. </strong>Simulation results obtained in Matlab demonstrate the effectiveness of the proposed trajectory replanning framework and provide a comparative evaluation of its reduced computational cost. حفظ مسیرهای ایمن و قابل اطمینان برای پرواز همزمان چند پهپاد (UAVs) در محیط‌های دارای موانع در حضور اغتشاشات خارجی مانند باد، همچنان یک چالش مهم به حساب می‌آید. این مقاله یک چارچوب نوآورانه برای بازطراحی مسیر حرکت گروهی پهپادها در مواجهه با اغتشاشات ناشی از باد ارائه می‌دهد. روش پیشنهادی اثر عدم ‌قطعیت‌های ناشی از اغتشاشات به‌ صورت عدم ‌قطعیت در پاسخ دینامیکی کوادروتور مدل‌سازی می‌شود و این امر از طریق به‌کارگیری نظریۀ انتشار خطا (FRS) بر معادلات حرکت تحقق می‌یابد. این امر به تشکیل خطای بیضی­گون موقعیت برای هر کوادروتور منجر می‌شود که با «ترکیب مینکوسکی» با بیضی­گون ابعاد واقعی آن، به یک بیضی­گون «ایمن» ارتقایافته منجر می‌شود. برای جلوگیری از برخورد بین کوادروتورها، در هر لحظۀ باز­طراحی مسیر حرکت، یک ابرصفحه بین جفت‌ بیضی­گون‌های ایمن تشکیل می‌شود. علاوه بر این، تطبیق منحنی حرکت با شرایط لحظه‌ای از طریق یک میدان «نیروی مجازی» وارد بر هر نقطۀ مسیر امکان‌پذیر می‌شود. این میدان نیرو بسته به شدت اغتشاش باد و نزدیکی به موانع اطراف و سایر کوادروتورها (ابرصفحه‌های تعریف‌شده) واکنش نشان می‌دهد؛ به طوری که منحنی حرکت می‌تواند با حفظ برخی از ویژگی‌های بهینه کلیدی بازتنظیم شود. نتایج شبیه‌سازی انجام‌شده در محیط متلب اثربخشی چارچوب بازطراحی منحنى حرکت پیشنهادی را نشان می‌دهد و ارزیابی مقایسه‌ای از هزینۀ محاسباتی کاهش‌یافتۀ آن ارائه می‌دهد. https://isee.ui.ac.ir/article_30466_3467b879369b6345670417dd1bd508a6.pdf