中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 黄鑫江苏大学 2022年博士导师: 邱白晶共164页

摘要 : 植保作业是农业生产的关键环节，植保无人机作为植保机械之一，与人工植保和地面植保机械相比，其在作业地块灵活适应和喷雾高效等方面有明显优势。植保无人机作业环境中通常分布着对飞行安全构成极大威胁的各类障碍物，目前植保无人机通常采用单一类... 展开植保作业是农业生产的关键环节，植保无人机作为植保机械之一，与人工植保和地面植保机械相比，其在作业地块灵活适应和喷雾高效等方面有明显优势。植保无人机作业环境中通常分布着对飞行安全构成极大威胁的各类障碍物，目前植保无人机通常采用单一类型的环境感知传感器，通过悬停警报或紧急迫降的单一预设指令来实现避障功能。有些植保无人机通过预设避障路径实现障碍物的避障绕行，但避障绕行过程中会与障碍物之间预留2~5m安全距离。并且现有植保无人机喷雾均聚焦在无障碍物场景的喷雾，在植保无人机避障绕行的工况下，未对障碍物周围进行针对性喷雾，障碍物周围雾滴沉积量较少，需要人工二次补喷以避免影响障碍物周围的作物生长。为提高植保无人机在障碍物环境下的自主作业能力和植保作业效果，满足植保无人机自主喷施、实时避障、精准作业的要求，本文从植保无人机避障和避障绕行时增加障碍物周围雾滴覆盖这两方面，开展了相关研究。针对植保无人机避障，主要涉及田间障碍物信息识别、避障算法改进、避障系统及飞行平台设计与搭建的研究；针对避障绕行时增加障碍物周围雾滴覆盖，主要进行了植保无人机侧喷技术研究。具体研究内容和主要结果如下。（1）为提高植保无人机田间障碍物识别精度，使用毫米波雷达和单目相机作为植保无人机的环境感知传感器，搭建空间融合和多线程时间同步两模型以实现两者时空数据融合。以田间较为常见的树木和电线杆作为障碍物，使用该数据融合模型进行障碍物数据采集，通过加权平均灰度处理、Canny边缘检测、数学形态学处理对障碍物数据进行轮廓增强和提取。该数据融合模型的最大测距误差为8.2%，障碍物宽度最大测量误差为17.3%，高度最大测量误差为18.2%，根据障碍物图像所提取的轮廓边缘清晰且光滑，可为植保无人机避障决策提供障碍物依据。（2）从植保无人机避障效率和路径平顺性要求出发，通过动态启发函数、搜索点选取策略优化、拐点数量优化提出了改进型A*飞行避障算法。相比较传统A*避障算法，本研究针对植保无人机作业环境和避障要求所提的改进型A*飞行避障算法在路径搜索上更具有目的性，可以在极少增加甚至不增加路径长度的基础上，至少减少68.4%的规划时间、74.9%的栅格搜索数和20.7%的拐点数量。（3）在毫米波雷达和单目相机数据融合模型和改进型A*飞行避障算法的基础上，为实现植保无人机实际避障，进行了避障系统和飞行平台研究和搭建。结合所用植保无人机结构形式和参数进行坐标系转换和姿态描述并建立整机控制模型，通过对控制模型进行简化给出内外环控制策略，设计了基于NVIDIA Jetson TX2机载计算机（主控制器）和Pixhawk4飞行控制器（副控制器）的双层控制系统，设计和搭建了双层控制系统为核心的植保无人机避障系统和飞行平台，进行了实际的避障飞行试验。结果表明本文所搭建的植保无人机避障飞行平台能够将毫米波雷达和单目相机数据融合的障碍物识别、改进型A*飞行避障算法的路径规划、避障路径跟随的飞行控制整合为一个系统，在避障飞行过程中，实际飞行轨迹与路径规划轨迹的最小偏差为0.1m、最大偏差为1.4m，与障碍物之间最小距离为1.6m、最大距离为2.8m。（4）为提高植保无人机避障过程中障碍物周围雾滴覆盖，进行了用于增加障碍物周围雾滴覆盖的侧喷技术研究，提出了侧喷装置设计方法。该方法探索了植保无人机避障绕行路径和避障喷雾模式与障碍物周围雾滴覆盖的关系；提出了植保无人机飞行路径和参数准确测量方法，获得了植保无人机在避障时的飞行路径即相对障碍物位置；结合相对位置进行侧喷装置喷雾扩散角设计和喷嘴选型；基于格子玻尔兹曼方法进行旋翼风场仿真，根据旋翼风场分布进行侧喷装置在植保无人机上的空间布局设计；探索了适合侧喷装置的喷雾模式，进行了使用侧喷装置和未使用侧喷装置在不同作业环境和飞行参数组合下的障碍物周围雾滴覆盖情况对比试验，分析了飞行参数组合与侧喷装置的有效喷幅宽度和覆盖均匀性之间的关系，得到了回归模型及其线性关系。与未使用侧喷装置相比，相同飞行参数组合下，侧喷装置能有效提高避障绕行时障碍物周围的雾滴覆盖，有效喷幅宽度最低提高6.35%，最高提高35.32%，平均提高15.25%，验证了本文对该装置设计的有效性和合理性；建立的植保无人机侧喷装置雾滴覆盖均匀性和有效喷幅宽度与飞行高度、速度以及两者交互作用之间的回归模型和线性关系与试验值的误差不大于15%，该模型可指导侧喷装置在避障时的喷雾作业。综上所述，本文研究提高了障碍物环境下植保无人机的环境感知能力和避障能力，为植保无人机的安全自主飞行提供了一种新的解决方案；改善了植保无人机避障绕行时障碍物周围雾滴覆盖不足的问题，提高了植保作业效果。本文研究可为类似研究和同类型装置的研发奠定基础，为完善和推动植保无人机的应用提供新思路。收起

关键词 : 植保作业无人机避障无人机侧喷雾滴覆盖

2. 新型推进技术研究与无人机控制技术

[学位论文] 龚玉锋浙江工业大学 2020年硕士导师: 何通能共96页

摘要 : 对航空航天领域的新型推进技术进行了分析，总结现有航空航天技术的最新发展，对前沿的推进技术和装置进行理论计算和建模，对未来重点且有前景的方向的推进技术做了研究，使用电磁推进技术飘升机验证一些推进技术，搭建测试环境实际观察与分析给出实... 展开对航空航天领域的新型推进技术进行了分析，总结现有航空航天技术的最新发展，对前沿的推进技术和装置进行理论计算和建模，对未来重点且有前景的方向的推进技术做了研究，使用电磁推进技术飘升机验证一些推进技术，搭建测试环境实际观察与分析给出实验现象的解释和理论说明。无人机控制技术是推进技术的重要应用领域，使用无人机控制技术也可对各种新型推进技术的飞行器进行控制，本文研究了较为成熟的多旋翼控制方式，无人飞行器飞控系统具有相当的复杂性，从头开发速度太慢也不实用，直接基于现有的开源飞行器自驾仪进行二次开发应用于工程则是一种很好的方法，本文利用现有的开源飞控作为无人机的底层控制，在理论上研究其主要算法原理后，在开源飞控上的基础上设计了一种高级飞控系统运行上层程序和算法，也可以修改开源飞控源代码使之更适应工程，本文主要完成了以下的研究和设计。 (1)新型航空推进技术研究与实验：介绍现有航空推进技术，以及研究新型航空推进技术原理，分析了反物质光子推进与电磁推进等理论。对先进的前沿推进技术与装置进行总结与分析，对具有电磁推进前景的海姆理论推进原理和装置进行分析。列出了高压离子推进方式的原理，搭建了实际的测试环境，制作高压离子飘升机，给出搭建测试环境与起飞的成功方法，对高压电磁推进的一些科学方面的假设进行实验定性分析，对于在绝缘油中的高压方案也进行了实验，产生了推进效果，并分析异常现象。 (2)无人机基本原理研究：研究了无人机的基本原理、动力学模型、传感器姿态表示与校准、姿态解算、飞控自动控制原理架构，将这些原理建立公式和模型框图和仿真验证。对无人机的控制建模进行分析，采用分层的无人机控制架构，可以应用于飘升机和无人机的控制，不同飞行器差别主要在于混控器环节，而姿态解算等算法是可以通用的。 (3)设计控制开源飞控的高级飞控系统：高级飞控是一套完整的软硬件体系，设计了一套稳定的硬件系统以及多种通信接口，补充了开源飞控的功能赋予无人机更丰富的控制方式，移植了无人机MAVLink通信协议，此协议非常适合于无人机，将MAVLink协议移植到最新的STM32H743芯片，ST公司的Cortex-H7芯片是其目前性能最强的MCU，本文基于该嵌入式设计软硬件并测试成功。 (4)设计高级飞控系统控制软件开发：设计了基于APM开源飞控的控制方法和流程，在高级飞控系统上设计了一键起飞、模式切换、解锁加锁、遥控量控制、航点上传等功能，设计了可视化C#地面站进行调试，设计了地面站控制无人机的指令与高级飞控系统兼容，并设计SQL数据库存储无人机组网数据方案，在飞控应用上有稳定与高效的效果。收起

关键词 : 无人机电磁推进海姆理论无人机建模 MAVLink

3. 无人机集群的多群组避碰控制以及优化

[学位论文] 汪新宇西安电子科技大学 2020年硕士导师: 罗林波共80页

摘要 : 随着无人机集群技术的发展，大规模无人机集群的应用领域越来越广，对无人机集群的控制技术提出了更高的要求。目前大多数的无人机集群控制技术主要面向单个群组的无人机集群场景，对于越来越复杂的场景和任务需要，单个群组的无人机集群控制技术可能... 展开随着无人机集群技术的发展，大规模无人机集群的应用领域越来越广，对无人机集群的控制技术提出了更高的要求。目前大多数的无人机集群控制技术主要面向单个群组的无人机集群场景，对于越来越复杂的场景和任务需要，单个群组的无人机集群控制技术可能难以提供稳定和灵活的控制能力，因此为了拓展无人机集群控制技术的应用范围，需要支持满足多个群组的无人机集群协同控制技术，其协同控制既需要实现单群组内部的碰撞避免，也需要实现多群组之间的碰撞避免。本研究对多群组无人机避碰控制技术的现状进行了深入调查和分析，为了能够达到高效、稳定、安全的多群组无人机避碰控制，本研究从多群组无人机避碰控制模型设计和优化两个方面展开了研究。多群组无人机避碰控制模型主要通过设计多群组无人机避碰算法并借助无人机仿真技术对多群组的无人机避碰技术进行建模，检验各种场景下的多群组无人机避碰控制模型的高效性、稳定性以及安全性。同时，针对多群组无人机避碰控制模型的参数优化问题展开研究，通过设计稳定、高效的模型优化框架，实现模型参数的高效校准，以提高控制模型在不同场景下的适应能力和控制效果。以下几点是本研究的主要成果： (1)提出了基于最小包围圆的群组碰撞检测方法和基于潜在碰撞区域的自适应群组重构方法，通过计算每个群组包围圆之间的相对速度和相对位置间的关系，在线性时间内分析群组间潜在碰撞状态，并通过群组内成员分布状态重构群组，减少死锁的发生。 (2)提出了群组间和群组内部的两层碰撞避免协同控制模型，通过计算群组间的最小绕行代价得到优选速度实现无人机群组间避碰过程中的稳定性维持，同时使用相应的群聚算法实现群组内部的稳定性维持。 (3)构建了群组间和群组内部避碰模型控制参数设置的多任务优化框架，通过多因子进化算法实现群组间和群组内部避碰控制模型的协同参数优化，并通过在线训练机器学习模型动态替换基于仿真器的评价过程，减少任务评价时间和资源占用。 (4)通过设计多种无人机多群组仿真场景，并和其他先进的无人机集群控制算法进行了比较，检验了我们设计的多群组无人机避碰控制模型的高效性、稳定性以及安全性，同时验证了多任务优化框架对于多群组无人机避碰控制模型参数优化的优越性。收起

关键词 : 无人机集群多群组无人机避碰多任务优化

4. 基于仿生算法的无人机导航及无人机阵列波束形成研究

[学位论文] 底欣欣西安电子科技大学 2022年硕士导师: 李蕊共117页

摘要 : 自有历史记载以来，我国就是一个自然灾害频发的国家。在发生地震、洪涝等自然灾害的地区往往面临着通信设备遭到毁坏导致信号中断、电力中断等情况。为了能够迅速开展抢险救灾工作需要尽快建立起应急通信体系。无人机作为小型飞行器凭借自身强大的机... 展开自有历史记载以来，我国就是一个自然灾害频发的国家。在发生地震、洪涝等自然灾害的地区往往面临着通信设备遭到毁坏导致信号中断、电力中断等情况。为了能够迅速开展抢险救灾工作需要尽快建立起应急通信体系。无人机作为小型飞行器凭借自身强大的机动性、多功能性以及组网部署成本低等优势，被视为用作应急通信平台的最佳选择。然而，在灾区一般会存在极端天气导致卫星导航信号较弱，容易受到干扰而不能正常工作。目前无人机的自主导航大多还是依赖于卫星导航技术，为减少无人机应急通讯平台导航对卫星信号的依赖需要研究仿生导航算法。其次，无人机应急通讯平台需要完成信息传递的任务，而天线是其与外界进行信息传递的重要媒介，根据无人机通信系统的工作需要，天线应具备宽频带、低剖面、波束覆盖指向灵活以及抗干扰等特点。因此，开展宽频带、低剖面、圆极化的天线阵列以及波束形成技术的研究对于无人机通信系统具有非常重要的现实意义和应用价值的。本文的主要研究内容及结论如下: 1.通过研究动物大脑中网格细胞的生物特性及其假设模型，并且借鉴网格细胞构图特点提出了一种基于网格细胞的混合尺度构建导航拓扑图的方式，然后利用连续图片序列识别匹配算法识别导航拓扑图的节点实现了仿生导航算法，最后设计了直线和折线两种路径的无人机实验检验无人机仿生导航算法的效果。实验证明使用混合尺度导航拓扑图的仿生导航算法比使用单一尺度导航拓扑图的仿生导航算法的飞行路径误差更小更稳定并且耗时更短。 2.针对无人机和地面通信设计了一个宽频带加脊接地板微带贴片天线。通过使用空气介质并对典型微带贴片天线的接地板进行加脊操作提高了带宽，为了实际应用对其进行了加固处理，该天线在2.16GHz～4.38GHz内|S11|小于-10dB，实现了66.8％的相对带宽，在2.4GHz时最高增益为7.7dBi。将此天线放置于无人机下方进行一体化仿真分析，根据仿真结果，天线的H面方向图在φ=180°方向出现小凹陷，增益降低了0.5dB，无人机金属部件仅对天线产生了轻微的影响。 3.针对无人机集群间通信设计了由四个宽带印刷偶极子天线单元构成的圆极化天线阵列。通过在传统印刷偶极子天线的基础上添加两个L形折线结构设计了宽带印刷偶极子天线单元，然后将此天线单元采用顺序旋转90度方式放置于无人机的四个臂上组建了圆极化天线阵列，该圆极化阵列实现了41.2％的10dB回波损耗带宽，3dB轴比带宽达到了25.1％，在2.4GHz时右旋圆极化最大增益为7.6dBic，3dB波束宽度达到70度，剖面高度为0.016λ。 4.将竞争差分进化算法应用到了无人机阵列天线的波束形成问题中。通过竞争差分进化算法优化单个无人机圆极化阵列天线波束，仿真结果表明，利用单个无人机上的天线阵列就可以灵活地实现波束指向切换，提高了无人机天线阵列的波束覆盖能力，并且与数值算法相比竞争差分进化算法得到了更低的副瓣。在此基础上，研究了无人机阵列天线、无人机集群直线阵列以及无人机集群平面阵列的抗干扰技术，利用竞争差分进化算法对单个无人机阵列天线以及无人机集群组成的分布式阵列进行宽零陷波束形成仿真，仿真结果表明，竞争差分进化算法能够在某个干扰方向范围实现宽零陷波束形成，并且竞争差分进化算法与传统差分进化算法相比得到了更深的零深而且收敛速度更快。收起

关键词 : 无人机导航无人机阵列波束形成仿生算法

5. 多无人机协同打击任务预分配与重分配方法研究

[学位论文] 张睿南京理工大学 2021年硕士导师: 陈庆伟共87页

摘要 : 随着各国军事科技的发展，航空领域技术水平的不断提高，无人机作战在未来的战争中将会占据越来越重要的地位，传统的单无人机由于受到能力及资源的限制不能较好的满足任务的需求。因此，如何运用高效的控制策略实现多无人机的协同作战使得整体的作战... 展开随着各国军事科技的发展，航空领域技术水平的不断提高，无人机作战在未来的战争中将会占据越来越重要的地位，传统的单无人机由于受到能力及资源的限制不能较好的满足任务的需求。因此，如何运用高效的控制策略实现多无人机的协同作战使得整体的作战效能最大，受到了学者们的广泛关注。作为多无人机协同部署及控制的核心，任务分配方案的好坏很大程度上决定了多机协同作战的效能。由于受到无人机本身及环境的限制，多无人机协同任务分配问题本质上是多约束条件下的多目标优化问题。本文以多无人机协同执行打击任务为主体，重点研究了任务分配的两个关键问题-----多无人机协同任务预分配和多无人机协同任务重分配问题。主要开展了以下工作: 1、建立了多无人机协同任务预分配模型。以收益函数、代价函数、成本函数为评价基准，并考虑了无人机的多机协同、弹药约束等限制，通过目标加权来表示各指标的重要程度，以此建立了多无人机协同任务预分配的模型。任务预分配模型的建立为后文的求解打下了基础。 2、提出一种杂交-离散粒子群算法。针对任务分配问题的特性，将传统的粒子群算法离散化，提出一种编码准则用来表示任务的执行方案及执行顺序。传统粒子群算法由于迭代机制的限制容易陷入局部最优值，为了解决这一弊端，引入了杂交机制，扩大了粒子的搜索范围，帮助粒子跳出局部最优值；对算法惯性权重及学习因子进行非线性调整，加速了算法的收敛。并进行了实例验证，验证了改进算法的有效性。 3、对触发任务重分配的两种情形进行了描述与分析，并建立了相关的重分配模型。并针对传统合同网算法求解分布式任务分配时存在无法同时拍卖多项任务,以及由于无人机能力不均衡带来的分配不均的问题提出了带缓冲池及负载均衡策略的合同网算法。并对新提出来的算法进行了实验验证，验证了算法的有效性和合理性。 4、对任务重分配过程中出现的通信丢失的问题进行了描述与分析，着重介绍了当无人机之间的距离超过所允许的最大通信距离时的重分配问题求解。并提出了分组并行合同网算法和基于通信重组的合同网算法两种解决方法。通过仿真验证，这两种算法能够有效的处理不同情况下的通信丢失下的任务重分配问题。收起

关键词 : 无人机多无人机协同任务分配合同网算法

6. 基于深度学习的多旋翼无人机识别算法研究

[学位论文] 李娜江西理工大学 2022年硕士导师: 樊宽刚共81页

摘要 : 近年来我国重点支持无人机技术研发与应用，多旋翼无人机在各个领域的应用越来越普及，他们广泛在生态环境保护、海洋环境监督、农作物的生长、航拍摄影、测绘、救灾等各个领域应用。民用无人机技术的讯速发展给人们的衣食住行带来了很大的便利，但同... 展开近年来我国重点支持无人机技术研发与应用，多旋翼无人机在各个领域的应用越来越普及，他们广泛在生态环境保护、海洋环境监督、农作物的生长、航拍摄影、测绘、救灾等各个领域应用。民用无人机技术的讯速发展给人们的衣食住行带来了很大的便利，但同时也给人们生活带来许多问题，当私人无人机飞入国家重点实验室、行政大楼、军事领域、私人区等敏感区域，会使国家信息泄露，给国家造成一些安全隐患。由于无人机“黑飞”、“滥飞”给人们带来的各种问题，针对无人机拦截技术的研究极为紧迫，无人机识别是无人机拦截技术的重要组成部分，因此本文对无人机识别进行研究。多旋翼无人机具有尺寸小、飞行速度快、飞行环境复杂等特点，使用现有的目标识别算法识别无人机会出现漏检、误检等情况，因此本文根据现有的目标识别算法进行改进，提高无人机识别的鲁棒性。本论文主要工作包括： (1)建立五帧差分和ASRPCA融合的数学模型，实现对无人机的检测。使用交替迭代法结合增广拉格朗日乘子法对ASRPCA模型进行优化求解，获取视频序列当前帧的背景图像，然后用背景图像替代五帧差分的中间帧，最后中间帧分别与前两帧和后两帧进行差分二值化运算，使得无人机有较好的检测结果和去噪能力。 (2)在检测出视频中运动的无人机基础上，通过深度学习的方法实现无人机识别。将YOLOv3模型骨干网络DarkNet-53中加入多级特征融合模块MLFF，在YOLOv3中的三个检测头前第5个卷积层和第6个卷积层之间分别添加一个SPP模块，这两种网络结构可以有效地结合浅层无人机特征和深层无人机特征，增强特征表达能力和识别精度，提高网络特征表达能力和无人机识别准确度。 (3)在改进的YOLOv3基础上进行模型剪裁实现速度改进。对卷积层中批量归一化的缩放因子进行稀疏训练，接着根据缩放因子稀疏训练后的结果，把缩放因子比较小的值对应的卷积通道进行裁剪，然后对裁剪后的模型进行调整以实现对无人机的识别准确率。 (4)通过实验证明，五帧差分和ASRPCA融合的算法使无人机检测结果得到了很大的提升，在准确率、召回率和综合评价的评价分析中均比较好，每帧的检测速度为0.51s，可以实现线下实时检测。改进后的YOLOv3可以将浅层特征和深层特征融合起来，使其比改进前无人机识别准确率提高了2.35%。对改进的YOLOv3裁剪了百分比为0.9的卷积通道和14个残差结构，模型被裁剪到11.77MB，推理时间为8.9ms，识别速度提高2.3倍，满足实时识别要求，且mAP为95.15%，准确率基本保持不变。收起

关键词 : 反无人机低秩稀疏无人机识别深度学习模型裁剪

7. 基于联盟链的多无人机安全协作关键技术研究

[学位论文] 王宇晨东南大学 2022年硕士导师: 徐立臻共76页

摘要 : 近年来，随着制造工艺和自主能力的提升，无人机在国防与民用领域的应用也在不断拓展，这增加了无人机遭受网络物理攻击的风险。无人机携带的敏感数据及其本身都可能成为入侵者的目标，受到女巫攻击、中间人攻击或拒绝服务攻击等常见安全攻击的影响。... 展开近年来，随着制造工艺和自主能力的提升，无人机在国防与民用领域的应用也在不断拓展，这增加了无人机遭受网络物理攻击的风险。无人机携带的敏感数据及其本身都可能成为入侵者的目标，受到女巫攻击、中间人攻击或拒绝服务攻击等常见安全攻击的影响。面对恶劣的环境和复杂的任务，多无人机协作已成为无人机发展的必然趋势，如何确保多无人机能在高实时性与高对抗性环境下进行安全的协作是一项极大的挑战。作为一种注重安全性的分布式存储结构，区块链技术具备去中心化、多副本、防篡改与可追溯等特性，为解决无人机安全问题提供了新的思路。但是，基于区块链实现多无人机安全协作是一项非常复杂的任务，必须适应实际任务场景下的网络环境、安全问题与功能需求。针对上述问题，本文以基于联盟链HyperledgerFabric的多无人机安全协作为主要研究内容，探索将区块链核心技术（包括分布式账本、共识算法和智能合约等）与无人机网络结合的方法，论文的主要研究工作如下：（1）以无人机搜救任务为问题背景，提出了基于联盟链HyperledgerFabric的多无人机安全协作模型（multi-UAVCooperationChain,MUCC），将无人机搜救任务过程转化成多机安全协作模型各阶段的交易流程，将无人机集群的内部通信标准化成联盟链的交易，为多无人机协作建立起有效的被动防御手段。（2）针对高对抗性环境下，经典Raft共识算法无法抵抗拜占庭错误（ByzantineFault）的问题，提出了一种改进的Raft共识算法hhRaft，通过引入监督者（monitor）角色改进Raft的共识过程，使系统能够容忍不超过1/3网络规模的拜占庭节点。（3）针对高实时性环境下，经典Raft共识算法存在网络分裂现象（networksplit）的问题，提出了面向hhRaft共识算法的性能评估模型，用来分析不稳定网络环境下hhRaft发生网络分裂的概率，以优化hhRaft的相关参数，提升hhRaft的共识效率。（4）提出了基于智能合约的多无人机协同决策方法，通过基于多属性决策的态势评估和基于改进遗传算法的任务规划方法，为多无人机规划合理的运动序列；基于背书策略设计了群体决策和安全责任追溯机制，为多无人机协作建立起有效的主动防御手段。（5）基于上述工作，设计并实现了基于联盟链的多机协作原型系统，对多无人机安全协作模型MUCC进行了仿真验证实验，对改进的共识算法hhRaft进行了性能对比实验，对改进的遗传算法improved-GA进行了性能评估实验。实验结果表明，本文提出的解决方案是有效的，能够满足多无人机协作场景下的安全性与功能性需求。收起

关键词 : 多无人机协作区块链共识算法无人机安全协同决策

8. DJ公司农业植保无人机营销策略优化研究

[学位论文] 周利娃中南林业科技大学 2022年硕士导师: 蔡珍贵共56页

摘要 : 近年来，随着我国智能技术的飞速发展，无人机产业不断走向正规化，随之而来的农业植保无人机也同样取得突破式的发展，并成为了“农业机械与科技”相结合的典范。本文通过近年来农业植保无人机行业市场营销的现状，选择DJ公司作为研究对象，针对该公... 展开

关键词 : 无人机企业农业植保无人机产品营销策略 4P理论

9. 基于强化学习的无人机数据上载通信策略研究

[学位论文] 王金晶安徽大学 2023年硕士导师: 梁栋；王辛迪共67页

摘要 : 面对需求和位置不断变化的大规模地面用户，现有地面蜂窝基础设施承载能力有限,难以提供可靠的数据通信服务。无人机通信技术被认为是解决这一问题的一种高效有效的解决方案，其自身所具备的高机动性和灵活性可以高效部署在服务区域的任何一个角落，并... 展开面对需求和位置不断变化的大规模地面用户，现有地面蜂窝基础设施承载能力有限,难以提供可靠的数据通信服务。无人机通信技术被认为是解决这一问题的一种高效有效的解决方案，其自身所具备的高机动性和灵活性可以高效部署在服务区域的任何一个角落，并随着用户位置和需求的变化动态移动。然而，传统研究工作将研究的重心放在静态无人机通信场景中，通信网络的大规模化、动态化等特征并没有被认真考虑，这就导致大规模动态场景中的研究方案的实用性受到了极大制约。针对这一问题，本文提出了两种基于深度强化学习(DeepReinforcementLearning,DRL)的无人机通信轨迹规划方案，将无人机轨迹规划问题建模为马尔可夫决策过程，进而结合大规模动态场景特征设计了两种深度强化学习方案。方案一:基于N步移动趋势的DRL方案，它利用地面用户移动的历史信息来预测未来N个时隙的轨迹。相比于现有方案，该方案避免了无人机在动态场景中短期内造成的低效率，赋予无人机一个长期视角，从而更有效地实现轨迹规划。方案二:基于LSTM预测环境动态变化的DRL方案，它利用长短期记忆(LongShort-TermMemory,LSTM)具有时间序列预测的特性，可以捕捉截至当前时间步的历史信息，对未来几个时间段的目标区域变化情况进行预测，为无人机轨迹规划提供指示性信息。通过对历史信息的不断学习，该方案能够帮助DRL算法更快地学习到最优策略,从而在动态网络中收敛速度更快，且具有更好的性能。实验结果表明，这两种方案在动态网络中具有更好的性能，但在场景的拓展方面，方案二优于方案一。这些研究结果有望为无人机通信技术的应用提供有力的支持，进一步提高数据上载任务的效率和可靠性。收起

关键词 : 无人机数据上载强化学习无人机通信技术

10. 基于无人机多光谱图像和集成学习的棉叶螨危害等级监测及精准施药研究

[学位论文] 何强河南农业大学 2023年硕士导师: 乔红波;陆宴辉共62页

摘要 : 棉叶螨是棉花花铃期的主要害虫，对棉花的产量具有严重威胁性，目前尚未有对棉叶螨危害等级监测的有效方法，而且针对不同危害程度的棉叶螨实现定量施药防治也缺少研究。本研究采用无人机获取棉叶螨危害时的多光谱影像，结合两种集成模型建模分析得出... 展开棉叶螨是棉花花铃期的主要害虫，对棉花的产量具有严重威胁性，目前尚未有对棉叶螨危害等级监测的有效方法，而且针对不同危害程度的棉叶螨实现定量施药防治也缺少研究。本研究采用无人机获取棉叶螨危害时的多光谱影像，结合两种集成模型建模分析得出最佳棉叶螨危害等级监测模型，根据最佳模型制作施药处方图对棉叶螨进行精准施药防治，基于以上进行了如下工作：（1）使用无人机获取棉叶螨危害时的多光谱图像，依据棉叶螨危害时棉花叶绿素（SoilandPlantAnalyzerDevelopment,SPAD）流失，叶片发黄发红等特点，从棉花的SPAD含量和棉花螨害等级（MiteDamageGrade,MDG）两种反映棉叶螨危害程度的指标进行地面数据调查。（2）基于SHAP值理论筛选了棉花SPAD建模分析的最佳植被指数MTCI和LCI，使用三个线性模型、三个非线性模型、贝叶斯模型平均（BayesianModelAveraging,BMA）和Stacking堆叠两种集成模型构建棉花SPAD估测模型，对比评价得出最优模型是编号为BMA23的贝叶斯模型平均集成模型，其基本模型构成组合为弹性网络(ElasticNet,EN)、贝叶斯岭回归(BayesianRidgeRegression,BR)、随机森林(RandomForest,RF)，R2为0.700达到最高。分析由基本模型构成的高精度集成模型的特点，结论表明集成模型的组合要满足线性和非线性结合的异构性原则，对于精度最高的单模型RF，由其构成的集成模型的性能不会随着RF的权重提高而提升。（3）基于SHAP值理论筛选了棉花MDG建模分析的最佳植被指数VARI、B、SIPI、MTCI，使用七个分类模型、BMA集成模型、Stacking堆叠集成模型对棉花MDG建模分析，对比评价得出最优模型是编号为S23的Stacking集成模型，其基模型为RF、极端梯度增强（XGB），元模型为逻辑回归（LogisticRegression,LR），其分类总精度为0.874，F1为0.858。讨论模型的结构组成和特点，结论表明基模型要选择强大的分类模型，元模型通常要选取线性模型，集成模型的性能不会随着第一层模型的数量增多而提升，一二层若是同类算法会彼此弱化模型性能。（4）对比分析得出最佳棉叶螨危害等级监测模型，基于最佳模型的螨害反演图，重采样为精准施药处方图，结合无人机雾滴分布预实验得出的最优作业参数，进行叶螨精准防治，实验结果表明，棉叶螨危害得到明显控制，乙唑螨腈的农药喷洒同比减少约6.4%。收起

关键词 : 棉叶螨无人机遥感 SHAP值集成学习植保无人机