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《江汉大学》 2018年
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基于多无人机协同的应急救援航迹规划研究

章光旭  
【摘要】:近年来灾害频发,对人的生命和财产造成重大损失。而灾害发生后的应急救援往往由于灾情信息获取的困难,而难以准确快速的展开救援,导致灾害破坏性进一步加大。根据无人机的众多特性,可考虑用于应急救援任务中侦查灾情指导救援。如何快速的完成侦查救援任务,以及在已有的多台数量的无人机状况下协同进行,需要对多无人机的航迹进行规划。真实场景下如地震发生时,有某些地方报告指出存在生命源信号的可能,这些优先级较高的已知目标点需要优先完成遍历侦查;而其他地方虽没有报告指出生命信号,但需要执行覆盖式的侦查搜救任务来探查生命源。同样,对灾害源的侦查亦是如此。结合实际生活场景的需要,本文正是分别考虑了在已知目标点优先侦查和未知目标点区域覆盖的两种情况下的航迹规划问题,分别进行了分析、建模、算法改进以及仿真实验的过程。根据无人机的模型、多无人机的协同自组织系统、航迹规划目标,进行基本建模,通过比较一些智能算法的特性,如蚁群算法、遗传算法、神经网络算法、模拟退火算法、Voronoi图算法等,结合本文研究目标的分析,最终选用蚁群算法进行计算,并改进了信息素更新过程使更符合本文研究场景。将第一种情况转化为求解哈密顿路径问题,需要对所有已知目标完成遍历侦查,目标起点与目标终点无需重合,这与TSP(旅行商问题)相似从而结合分析,从求取哈密顿回路过渡到多条哈密顿路径,提出了虚拟节点方式和影子蚂蚁方式,使用Lingo和Matlab软件分别进行计算验证,并在不同数量的无人机情境下进行仿真实验,得到了预期效果。在第二种情况针对区域覆盖目标围绕对无人机协同完成任务进行了方案设计和算法研究,提出无人机性能指数划分区域的策略,先进行区域划分以最少的转弯次数即最短的飞行宽度作为切割区域依据,再进行子区域内扫描线式覆盖,最终在具体案例上使用实现了快速协同完成侦查目标区域的任务。
【学位授予单位】:江汉大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:V279;V249

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴蕊;;基于并行蚁群算法的无人机协同任务/航迹规划应用研究[J];现代导航;2018年02期
2 刘雨坤;侯捷;;无人机航迹规划群智能优化算法综述[J];电子测试;2017年24期
3 谢军;耿家利;张萍;裘哲勇;;多无人机协同探测时间最小化问题的研究[J];杭州电子科技大学学报(自然科学版);2017年06期
4 方棉佳;王东风;;雷达对抗侦察无人机作战效能评估[J];航天电子对抗;2015年06期
5 梁宵;王宏伦;孟光磊;陈侠;;三维真实地形环境下无人机救援航路规划方法[J];北京航空航天大学学报;2015年07期
6 刘慧娟;蔡超;孙希霞;;一种基于航迹片段的多蚁群协同规划算法[J];计算机工程;2014年11期
7 邬琦;潘广贞;杨江涛;;基于Voronoi图和动态自适应蚁群算法的UAV航迹规划[J];计算机测量与控制;2014年09期
8 李德仁;李明;;无人机遥感系统的研究进展与应用前景[J];武汉大学学报(信息科学版);2014年05期
9 吴涛;;无人直升机平台在应急搜救中的应用[J];中国应急救援;2014年02期
10 吴仁彪;刘燕彬;王晓亮;;通用航空飞行计划航迹估算实现方法[J];中国民航大学学报;2014年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 林林;基于协同机制的多无人机任务规划研究[D];北京邮电大学;2013年
2 胡中华;基于智能优化算法的无人机航迹规划若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余才志;必经节点的最短路径算法研究[D];天津大学;2016年
2 孟长;多约束条件下多运动体协同控制技术研究[D];电子科技大学;2014年
3 李亚龙;改进量子蚁群算法的研究及应用[D];安徽大学;2014年
4 肖宇;无人飞行器航迹规划的研究[D];沈阳理工大学;2013年
5 张建峰;一种飞行器航迹规划算法[D];哈尔滨工程大学;2012年
6 吴静;多无人机协同航迹规划及效能评估方法研究[D];南昌航空大学;2012年
7 陈通;救援直升机航迹规划研究[D];中国民用航空飞行学院;2011年
8 毛云云;多飞行器协同航迹规划算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 饶跃东;基于改进蚁群算法的无人飞行器航迹规划应用研究[D];武汉理工大学;2010年
10 辛贵州;无人飞行器航迹规划算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏来;;无人机倾斜摄影技术在1∶500带状地形图测量中的试验及分析[J];测绘与空间地理信息;2018年09期
2 史骏;;基于单目视觉无人机避障系统的算法研究[J];计算机与数字工程;2018年09期
3 王鹏;刘对萍;;无人机倾斜摄影技术在建筑工程领域的应用[J];科技风;2018年28期
4 向杰;陈建平;李诗;赖自力;黄浩中;刘静;谢帅;;无人机遥感技术在北京首云铁矿储量动态监测中的应用[J];国土资源遥感;2018年03期
5 闫彬源;毛允杰;;无人直升机助力现代卫勤保障[J];华南国防医学杂志;2018年08期
6 雍歧卫;姜俊泽;何德安;李江;;外军野战输油管线的发展与启示[J];兵器装备工程学报;2018年08期
7 郑文生;李中军;;无人机在基站勘察中的应用[J];电信技术;2018年08期
8 钱景;;无人机遥感技术在原水管渠巡检管理中的应用[J];净水技术;2018年S1期
9 赵艳玲;田帅帅;张建勇;王鑫;闫皓月;张硕;;旋翼无人机工业区航测精度与控制点数量关系研究[J];测绘通报;2018年07期
10 庄利有;方德涛;刘珊珊;徐婵;;提高非量测相机高程精度关键技术分析[J];测绘通报;2018年07期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 丁力;小型无人直升机飞行动力学、控制及试验研究[D];南京航空航天大学;2016年
2 朱立华;无人飞行器自主检测与避障技术研究[D];东南大学;2016年
3 孙小雷;基于多阶段航迹预测的无人机任务规划方法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
4 张养瑞;对雷达网的多机伴随式协同干扰技术研究[D];北京理工大学;2015年
5 薛新宇;航空施药技术应用及对水稻品质影响研究[D];南京农业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘子龙;基于路径优化的冶炼分析管理系统[D];山东大学;2018年
2 章光旭;基于多无人机协同的应急救援航迹规划研究[D];江汉大学;2018年
3 陈星;无人机多目标的航线规划和任务分配算法研究[D];南京大学;2018年
4 黄思铭;基于改进鸽群算法的无人机航路规划研究[D];沈阳航空航天大学;2018年
5 王超;无人机对地攻击仿真平台开发及效能评估研究[D];南昌航空大学;2017年
6 董旺;基于GPS/INS组合的多无人机姿态估计与路径规划算法研究[D];燕山大学;2017年
7 卓星宇;无人机山区搜寻方法研究[D];中国民用航空飞行学院;2017年
8 郑丹阳;基于混合量子算法的动态车辆调度问题研究[D];昆明理工大学;2017年
9 王阅军;基于Selenium的自动化测试技术研究与应用[D];山东科技大学;2017年
10 孔姝睿;无人机航路规划仿真技术研究[D];河南理工大学;2017年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘广贞;李亚女;;基于改进型Voronoi图的无人机航迹规划研究[J];电光与控制;2014年04期
2 庄夏;戴敏;贺元骅;;基于改进ACO算法的无人作战飞机航路规划设计[J];计算机测量与控制;2014年01期
3 李柠;万顷浪;刘福;张殿富;;基于改进遗传算法的无人机协同航路规划[J];计算机测量与控制;2013年08期
4 华珊珊;;基于遗传退火算法的无人机航路规划[J];计算机测量与控制;2013年03期
5 潘银松;丁建军;黄宇坤;吴军院;;一种小型无人机飞行控制系统的研究与设计[J];电子测量技术;2013年02期
6 黄永青;杨凡;张俊岭;胡为成;;一种交互式最大最小蚂蚁算法[J];计算机工程;2012年20期
7 李明;刘欢;朱欣焰;;一种面向灾害应急的UAV影像快速拼接方法[J];灾害学;2012年03期
8 李德仁;王长委;胡月明;刘曙光;;遥感技术估算森林生物量的研究进展[J];武汉大学学报(信息科学版);2012年06期
9 李德仁;眭海刚;单杰;;论地理国情监测的技术支撑[J];武汉大学学报(信息科学版);2012年05期
10 周之平;华路;;复杂环境路径规划的改进蚁群算法[J];计算机工程与设计;2011年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 洪超;量子蚁群算法的改进及其在LTE系统信号检测中的应用[D];南京邮电大学;2013年
2 李延梅;一种改进的遗传算法及应用[D];华南理工大学;2012年
3 李璠;无人机航迹规划算法研究[D];大连理工大学;2011年
4 何雪海;蚁群优化算法及其应用研究[D];重庆大学;2011年
5 王健;基于遗传算法的无人飞行器航迹规划研究与实现[D];国防科学技术大学;2011年
6 秦赟;基于改进粒子群算法的无人机航迹规划[D];电子科技大学;2011年
7 郭国林;基于进化计算的无人机航迹规划研究[D];电子科技大学;2011年
8 沈自然;无人机自主航迹规划与地面测控技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
9 张延松;基于遗传算法的无人机航迹规划研究[D];中南大学;2010年
10 戴芬;基于量子计算技术的智能算法的研究与应用[D];山东师范大学;2010年
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中国期刊全文数据库 前10条
1 吴欣龙;王锋;祁圣君;;对无人机系统适航要求标准的初步分析[J];飞行力学;年期
2 缪欣;张德斌;宋余华;张新兴;梅扬妮;杨文然;熊金飞;邵海军;;基于激光末端引导的无人机精确回收技术[J];激光技术;2018年05期
3 张雪华;;2018第二届世界无人机大会应急无人机震灾应用发展论坛概况[J];中国应急救援;2018年04期
4 周宗国;周海;胡彬;杨时宽;;无人机在电力线路巡检中的应用及前景[J];科学技术创新;2018年23期
5 本刊编辑部;;无人机,别“黑飞”[J];中国公路;2018年16期
6 李雪颖;敬皓;;对民用无人机管控体系建设的探讨[J];中国公共安全(学术版);2018年03期
7 席悦;;支线无人机或成竞争焦点[J];中国物流与采购;2018年18期
8 李牧;相里晓军;邵继强;郝尚舆;;无人机定向干扰拦截技术及设备解析[J];警察技术;2018年05期
9 卢俊文;王倩营;;无人机演变与发展研究综述[J];飞航导弹;2017年11期
10 ;反辐射无人机 天生雷达杀手[J];今日科苑;2017年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄兆麒;关万隆;李嘉伟;;无人机在边境管控中的应用研究[A];2017年(第三届)中国航空科学技术大会论文集(下册)[C];2017年
2 王志广;张春元;康东轩;;中继式无人机自组网方案设计[A];OSEC首届兵器工程大会论文集[C];2017年
3 杨光;王振宇;;无人机用活塞发动机质量与可靠性标准规范[A];质量管理体系评估最佳实践论文集[C];2017年
4 朱德铭;蔚文杰;;推进无人机装备保障科学发展的思考[A];航空装备维修技术及应用研讨会论文集[C];2015年
5 颜春艳;勉力财;张九民;;无人机系统用户技术资料体系研究[A];航空装备维修技术及应用研讨会论文集[C];2015年
6 王振宇;;航母无人机系统技术发展研究[A];航空装备维修技术及应用研讨会论文集[C];2015年
7 ;前言[A];2014(第五届)中国无人机大会论文集[C];2014年
8 祖先锋;李猛;韩玉芹;陈璞;;军用无人机系统计量保障体系研究[A];2014(第五届)中国无人机大会论文集[C];2014年
9 丁照蕾;刘泽勋;;美国无人机系统控制模块架构[A];2014(第五届)中国无人机大会论文集[C];2014年
10 顾天一;陈云翔;张磊;;基于环境的无人机数据链效能评估[A];2014(第五届)中国无人机大会论文集[C];2014年
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1 本报记者 姚天宇;中国无人机将成世界市场“捕食者”[N];中国航天报;2016年
2 本报记者 朱雪黎;“四川造”领跑全国蓄势待“飞”[N];四川日报;2018年
3 本报记者 寇敏芳;有“小家伙”也有“大块头” 货运无人机或重塑物流格局[N];四川日报;2018年
4 朱雪黎;200余家川企涉足无人机产业 “四川造”领跑全国蓄势待“飞”[N];企业家日报;2018年
5 李大光 李晨;追赶世界一流的中国无人机[N];中国青年报;2011年
6 通讯员 杨雪晨;综合所联手京东集团开展无人机标准、适航与检测战略合作[N];中国航空报;2018年
7 重庆商报-上游财经记者 谈书;一年5家无人机企业入驻 这家科技园“赢”在哪?[N];重庆商报;2018年
8 本报记者 杨清清;无人机进入规模化场景应用 国际标准争夺战悄然开启[N];21世纪经济报道;2018年
9 本报记者 汪曼莉;陕西无人机市场潜力大[N];陕西日报;2018年
10 经济日报·中国经济网记者 黄鑫;我国物流无人机率先常态化运行[N];经济日报;2018年
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1 徐福祥;基于无人机及多源数据的黄海绿潮监测研究[D];中国科学院大学(中国科学院烟台海岸带研究所);2018年
2 裴信彪;新型多旋翼无人机的低成本组合导航与稳定控制[D];中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所);2018年
3 邱东海;无人机起降滑跑与减振缓冲关键技术研究[D];中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所);2018年
4 张潮;神经智能控制在小型快递无人机系统中的研究与应用[D];北京科技大学;2017年
5 秦维彩;单旋翼植保无人机喷雾参数优化研究[D];江苏大学;2017年
6 赵明;多无人机系统的协同目标分配和航迹规划方法研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
7 郭鹏;基于低空机载传感器技术的农田作物长势关键参数提取方法研究[D];中国地质大学(北京);2017年
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1 金庆雄;航测无人机检校场的设计与应用[D];战略支援部队信息工程大学;2018年
2 杨光;基于全局式SFM的无人机影像外方位元素优化方法[D];战略支援部队信息工程大学;2018年
3 景晓康;无人机无线通信传输系统的设计与实现[D];西安电子科技大学;2017年
4 贾云聪;基于ADS-B制式的无人机冲突解脱方法与避险装备研究[D];河北科技大学;2018年
5 宋清洁;基于无人机的大型食草动物调查研究[D];兰州大学;2018年
6 王陈东;低空无人机视频实时处理关键技术研究[D];武汉大学;2018年
7 张晶晶;基于递增式重建的无人机航空影像稀疏重建[D];东华理工大学;2018年
8 黄炯荣;基于无人机序列图像的多视图几何三维重建[D];东华理工大学;2018年
9 孙涛;基于无人机倾斜影像的多片测图方法研究[D];东华理工大学;2018年
10 黄皓中;基于无人机数据的露天矿三维时空对比及微地貌分析[D];中国地质大学(北京);2018年
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