16、多无人机搜索救援与无人机传感器安置挖掘成功预测

多无人机搜索救援与无人机传感器安置挖掘成功预测

1. 多无人机搜索救援实验

在搜索救援领域，高效地搜索森林环境是重要目标。为了评估相关系统的性能，进行了一系列模拟和真实飞行测试。

1.1 模拟设置

在模拟中，对提出的系统与基线进行了基准测试。具体操作步骤如下：
1. 使用Drake工具包和四旋翼模型生成模拟车辆的动力学和惯性测量单元（IMU）读数。
2. 利用Pixhawk的软件在环（SITL）模拟来自Pixhawk的电机命令，并反馈到Drake动力学模型中。
3. 使用Unity游戏引擎在随机生成的森林环境中以约30 Hz的频率模拟2D激光扫描，视野为270°，范围为30 m，所有传感器测量模拟为低噪声。
4. 将激光扫描和惯性测量数据传递给基于激光的扩展卡尔曼滤波器（EKF），该滤波器结合了迭代最近点（ICP）在两次激光扫描上的增量里程计测量和惯性测量。
5. 利用估计器得到的车辆状态构建地图，供提出的规划器使用。
6. 将运动规划器生成的模拟设定点传递给Pixhawk SITL。

模拟中不同搜索区域的规划器性能对比如下：
| 区域 | 前沿规划器 | 持续时间 (s) | 平均速度 (m/s) |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| 1 | 提出的规划器 | 313.50 | 0.84 |
| 1 | 基线规划器 | 504.87 | 0.69 |
| 2 | 提出的规划器 | 340.52 | 0.82 |
| 2 | 基线规划器 | 448.91 | 0.71 |
| 3 | 提出的规划器