基于多无人机协同的林区信息监测方案设计及仿真

发布时间：2024-02-21 08:02

　　林业无人机可以加配各类高精度传感器,是一种灵活性高、造价较低的新型林业信息采集装备,目前已被广泛用于对林区的关键信息进行监测。相较于传统林业信息监测方式,基于多无人机协同的林区信息监测策略能够有效解决其成本昂贵、采集时间长、信息时效性差等问题。本文遵循多无人机协同信息监测系统执行时的真实需求,面向林业飞行器的目标分配与轨迹规划难点展开科研,重点解决多模型不一致、分配时间长、轨迹规划不合理等问题。本文围绕上述研究目标与研究问题,开展如下研究:1.针对复杂的林区实际环境情况与无人机动力学约束,本文构建了林区多无人机协同信息监测问题的数学模型。首先建立了合理的数字化林区环境仿真模型;然后基于惯性坐标系与机体坐标系,确定了林区监测无人机的动力学模型;接着以高效率分配与路径代价值最低作为本文优化目标,同时考虑了多机系统在执行任务时所面临的环境碰撞威胁、航程限制、转角限制、多机时序限制等多种约束,构造了含有多项等式与不等式约束条件的多无人机目标分配与路径规划优化方程,并使用惩罚函数与比例缩放因子对上述约束实现了松弛化。2.针对多无人机协同林区信息监测目标分配问题开展研究。本文通过分析传统差分算法处...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1林业信息监测多旋翼飞行器Figure1.1Forestryinformationmonitoringmulti-rotorUAV

基于多无人机协同的林区信息监测方案设计及仿真2足各项约束条件前提下，着重解决多无人机目标分配效率低下，路径规划线路非最优等问题，为基于多无人机的林业监测系统的推广应用做出贡献。图1.1林业信息监测多旋翼飞行器Figure1.1Forestryinformationmonitori....

图1.2传统林业信息监测方式

绪论3(a)卫星遥感监测（b）人工地毯式监测（c）固定巡查点监测图1.2传统林业信息监测方式Figure1.2Traditionalforestryinformationmonitoringmethods多旋翼飞行器是指能够通过手动控制或提前编写程序来操控的能够自主飞行的无人驾驶....

图1.3基于无人机多光谱图像的森林虫害识别Figure1.3PestanddiseaseidentificationbasedonUAVmultispectralimage

基于多无人机协同的林区信息监测方案设计及仿真4立了数据库，使用基于改进的BP神经网络方案完成了对森林病虫害的种类区分识别和标记提取（张军国等，2018），如图1.3所示。与多光谱相机相比，高光谱相机的分辨率更加的高，冯帅等人使用搭载了高光谱相机的多旋翼飞行器来拍摄地面信息数据，得....

图1.4林区无人机三维点云数据分析

基于多无人机协同的林区信息监测方案设计及仿真4立了数据库，使用基于改进的BP神经网络方案完成了对森林病虫害的种类区分识别和标记提取（张军国等，2018），如图1.3所示。与多光谱相机相比，高光谱相机的分辨率更加的高，冯帅等人使用搭载了高光谱相机的多旋翼飞行器来拍摄地面信息数据，得....

本文编号：3905225