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基于车辆和无人机协同巡检的路径规划算法的研究
| 论文题名： | 基于车辆和无人机协同巡检的路径规划算法的研究 |
| 关键词： | 无人机;装载车;协同巡检;路径规划;调度策略 |
| 摘要： | 随着无人机及其相关技术的日渐成熟，搭载多种传感器的专业型无人机被广泛应用于各种各样的领域。在借助无人机进行大规模设施巡检的场景下，选择不同的巡检路线所耗费的作业时间相去甚远。因此，如何规划无人机的路径是本场景下的关键问题。高效的无人机路径规划算法将极大的提升巡检效率、降低巡检成本。然而，受限于电池容量，现有无人机的续航时间十分有限，难以直接胜任较远距离的巡检任务。本文引入装载车充当无人机的移动补给基地，采用车与无人机协同巡检的方案，克服了无人机的服务距离限制。 据笔者所知，已有的相关研究仅仅关注了无人机的路径规划而忽略了装载车的路径规划。实际上，在装载车和无人机协同巡检场景下，装载车的路线选择将极大影响最后的巡检效率。另外，已有研究均只讨论了车与单无人机的协同巡检。在单无人机巡检场景下，无法同时巡检区域内的多个目标节点，效率十分低下。本文针对现有工作存在的缺陷，设计了一个新颖的单车多无人机路径规划和调度算法。主要贡献和创新点如下： （1）分析了忽略车辆路线的弊端，并首次设计了一个基于目标节点分布的车辆路线选择算法。本算法能得到一条覆盖所有待巡检节点并穿越目标节点密集区域的路线。 （2）论证了采用无人机巡点时，异地起降模式相对于本地起降模式的优势。设计了一个能充分发挥异地起降模式特点的目标节点分类算法。 （3）首次研究了基于单车多无人机的路径规划和多无人机动态调度算法。本算法能平衡各个无人机的任务，最大化的重叠各个巡检任务的耗时从而降低巡检任务的总完成时间，十分的灵活、高效。 （4）通过编程实验仿真证明本文算法相对于已有的单车单无人机协同巡检算法具有明显优势。 |
| 作者： | 傅睿 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 胡梦兰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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