无人机自主飞行若干关键问题研究

发布时间：2021-02-26 22:49

　　四旋翼无人机结构简单、造价低廉,可垂直起降、控制方便,在近地侦查、灾害预警、农业植保等领域展现了巨大的应用潜力。在光伏巡检场景中,无人机与地面站的有机结合可有效实现飞行任务规划、飞行姿态控制、光伏组件故障分析,大幅提升巡检效率和系统的自动化水平,为用户提供精准的决策支持。本文围绕着四旋翼无人机在光伏巡检领域的具体应用展开,结合实际问题,对无人机航迹规划、视觉导航、自主着陆、人机交互等问题进行了初步研究。本文的主要工作及贡献如下:（1）首先,本文系统回顾了无人机路径规划与视觉导航的国内外研究现状,分析了多旋翼无人机航迹规划及视觉伺服飞行研究中存在的若干问题与局限性,阐述了本文研究的主要内容。针对多旋翼无人机续航时间较短、通信距离有限的特点,提出了分别适用于集中式场景与分布式场景的无人机起始点规划与任务分配算法,可大幅提高无人机使用率与巡检效率;仿真结果验证了上述方法的有效性。（2）为实现无人机在光伏电站中的自主飞行,完成光伏组件红外及可见图像采集任务,针对光伏组串分布特点,提出了基于颜色和形状特征的光伏组串检测算法,并通过视线导引法实现了无人机路径跟随控制;实验结果表明,上述算法有较强的... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１无人机光伏巡检示意图??国家能源局统计数据显示，２０１７年全年中国光伏发电新增装机５３．０６ＧＷ，??

＇ｔＭ＾－??图２－１华电集团大同市某光伏厂区平面布置图??２．２．１问题建模??集中式光伏电站分布区域地形复杂多样，如山西采煤沉陷区、宁夏洼地、华??东平原地带等，其地貌特征差别显著：山西采煤沉陷区丘陵起伏、沟壑纵横，宁??夏主要光伏厂区地貌以缓坡丘陵为主，华东地区的光伏厂区主要分布在区域内的??平原地区和沿海滩涂等地带，地势平整、地形开阔。??Ｉ?ｎ?ＩＩ?ｉｌｌ?■?Ｉ?ｉｎ?ｈｉｍ?ｉｉｉ?ｉｌｌ?１??ｉｎ?ｉｉｉ?ｉｉｉｉｉｉ?ｉｉｉｉｈｉｉｉＩ?ｉ?ｉｎ?■?ｉ?Ｉ?■■麵丨叫?麵睡?Ｉ１１，！！?ｌ＂ＷＩＭ?圜叩??图２－２台州市玉环县滩涂２０ＭＷ光伏厂区现场图??为便于安装及巡视，光伏厂区内常修建有多条道路（如图２－２所示），这些??道路与原有地形的共同影响将使集中式光伏电站呈现出区块的形式。尽管无人机??可以记录图丨ｔ数据的位置信息，但区块的内部分割显然不利于故障定位，因此，??实际的无人机巡检过程中区块应作为最小巡检单元。??结合保障点规划与任务分配需要

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本文编号：3053290