9、基于协作无人机的二维正射镶嵌图模拟高效群智能算法开发

基于协作无人机的二维正射镶嵌图模拟高效群智能算法开发

1. 引言

无人机（UAV），通常被称为无人驾驶飞机，是一种由人类操作员远程操作或由机载计算机自主运行的飞行器或机载系统。它是一种有动力的、不搭载人类操作员但可通过机载计算机自主工作的飞行器，广泛应用于军事等多个领域。由于其具有不危及人类生命安全和降低运营成本的优势，无人机的使用越来越广泛。为了充分发挥这些优势，无人机需要具备更高的自主性，并且最好能够协同工作。一组协同工作以完成特定任务（如测绘）的无人机被称为协作无人机。

本项目聚焦于模拟带有嵌入式路径规划和避障算法的协作无人机，使其能够自主工作并捕捉二维（2D）正射镶嵌图所需的图像。正射镶嵌图是一种2D地图，它通过一系列特定区域的航拍图像并将重叠区域拼接在一起而创建。因此，一组协作的无人机能够比单个无人机更快、更准确地获取图像。在本文中，我们使用DroneKit软件在环（SITL）和Mission Planner来模拟无人机。这种方法的优势在于，由于是在模拟环境中，我们可以轻松调试和修改设计。此外，由于该软件模拟了硬件板的功能，我们可以轻松地将其嵌入硬件中。

2. 文献综述

• 使用粒子群优化算法实现无人机的高效三维定位 ：当蜂窝网络容量不足时，无人机可作为空中无线基站。以往文献中，基于无人机的无线覆盖采用空对地路径损耗模型，假设用户在室外且位于二维平面上。本文设计了一架无人机，用于在灾难（如地震或洪水）情况下为高层建筑内的用户提供无线覆盖。假设室内用户的位置在各楼层均匀分布，并提出了一种粒子群优化（PSO）算法，以找到使覆盖室内用户所需的总发射功率最小的无人机高效三维定位。在低空时，随着视线链路概率的