22、无人机群优化与Turbo乘积码解码器硬件设计在灾害救援和通信中的应用

无人机群优化与Turbo乘积码解码器硬件设计在灾害救援和通信中的应用

无人机群在人道主义救援和灾害应对中的应用

随着环境和人口规模的持续变化，自然和人为灾害的发生频率不断上升，且灾害的性质和复杂程度各异。为了更有效地应对这些灾害，无人机（UAV）的应用成为了一种可行的解决方案。

无人机群系统的需求与挑战

在实施无人机群时，需要解决两个关键问题：一是避免无人机在空域中发生空中碰撞，二是合理分配各无人机的工作任务。此外，无人机系统还包括用于控制和数据分析的地面站，以及操作员与无人机之间的通信网络。为了实现工作分配和协调各无人机的行动，采用了粒子群优化（PSO）算法。同时，为了能在一次飞行中携带更多的救援物资，无人机的自重应尽可能小，并且要具备足够的韧性以执行各项任务。为此，无人机采用了碳纤维、玻璃纤维和高品质木材等材料制造，这些材料坚固耐用，具有较高的耐力值，使无人机能够在极端条件下运行。

无人机群系统的开发

• 平台选择 ：最终选择了翼展为2.6米的垂直起降（VTOL）固定翼混合设计作为部署平台。
• 飞行电子设备 ：开发了基于GPS的自动驾驶仪、姿态航向参考系统（AHRS）和6自由度惯性测量单元（IMU）。同时，使用了长距离系统（LRS）进行遥测和视频通信，工作频率为915和433 MHz，可传输有效载荷传感器、位置、飞行信息和自动驾驶仪的数据。
• 工作模式 ：采用完全分布式的群智能策略，每个无人机自主运行，同时与附近的无人机协作，探索受灾区域、生成地图、报告损失评估并