42、利用异构无人机群搜索地面地震传感器部署区域的方法

利用异构无人机群搜索地面地震传感器部署区域的方法

在地震监测等相关领域，准确且高效地确定地面地震传感器的部署区域至关重要。本文将详细介绍一种利用异构无人机群搜索地面地震传感器部署区域的方法，该方法包含四个关键阶段，下面我们逐步深入了解。

1. 构建观测区域的正射影像图

此阶段主要借助一组固定翼无人机来完成观测区域正射影像图的构建，具体步骤如下：
1. 区域分解 ：依据特定策略对区域进行分解。
2. 构建全覆盖轨迹 ：将此问题转化为车辆路径规划问题（VRP）来构建无人机群的全覆盖轨迹。
3. 构建正射影像图 ：利用SIFT方法基于无人机获取的视频数据构建区域的正射影像图。

在这个阶段，假设固定翼无人机群在由顶点集P表示的多边形凸区域上执行覆盖任务。若区域为非凸区域，则P代表该区域的凸包。每架无人机的最大飞行时间是有限且预先已知的，并且每架无人机都配备了向下指向的固定机载相机，同时所有固定翼无人机在硬件和动力方面是相同的。

首先，要搜索垂直于多边形区域最低高度的最佳覆盖（扫描）方向。因为在这种情况下，该区域可以用最少的行数覆盖，这有助于生成在路线长度、飞行持续时间和能量消耗方面最优的轨迹。最佳扫描方向可根据特定算法找到，之后将行分布在地形上。

相邻两行之间的距离取决于机载相机的覆盖区域。假设固定摄像机平行于地面平面，已知图像传感器的宽度l、相机镜头的焦距f以及相机与地面的距离h（飞行高度），相机覆盖宽度L可通过以下公式确定：
[
L = h \frac{l}{f}
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