【摘 要】
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近年来,自然灾害频繁发生,给人类社会造成重大伤害。自然灾害发生后,最为重要的任务就是救援救灾,但由于灾后信息传输受到阻碍,灾后相关道路损毁分布状况、损毁程度等信息不能及时获取,给救援救灾任务带来很大困难。所以,在灾后如何及时获取受灾区域道路路网信息,并基于此信息规划出一条安全、快速的车辆救援救灾通道就显得极为重要。本文主要针对地质灾害情况,首先分析了灾害情况下无人机道路信息获取的可行性,然后提出将
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近年来,自然灾害频繁发生,给人类社会造成重大伤害。自然灾害发生后,最为重要的任务就是救援救灾,但由于灾后信息传输受到阻碍,灾后相关道路损毁分布状况、损毁程度等信息不能及时获取,给救援救灾任务带来很大困难。所以,在灾后如何及时获取受灾区域道路路网信息,并基于此信息规划出一条安全、快速的车辆救援救灾通道就显得极为重要。本文主要针对地质灾害情况,首先分析了灾害情况下无人机道路信息获取的可行性,然后提出将无人机与车辆协同,通过研究无人机的最佳巡回路径,来及时获取受灾区域道路路网信息,并基于此信息对救援救灾车辆的最佳行驶路径进行了规划研究。本文主要以灾害情况下无人机与车辆协同路径为研究对象,其主要研究内容如下:（1）分析了无人机图像拼接技术和障碍物识别技术的研究现状,并利用PhotoScan软件实现了图像拼接,为本文后续研究提供相应基础。（2）利用了人工参与的图像分割技术,将GIS地图进行颜色划分、聚类等操纵,实现了对GIS地图上的道路提取,为后续车辆路径规划研究提供道路路网数据。（3）提出了无人机与车辆的两种协同机制,并分析了各种机制下无人机与车辆的具体协同方式。（4）分析了两种协同机制下的无人机巡回路径。无人机与车辆全局协同下,主要通过结合牛耕式巡回算法与Dubins算法,实现了单架和多架固定翼无人机在全局区域的巡回路径规划;无人机与车辆局部协同下,主要通过结合外螺旋算法和A*算法,实现了旋翼式无人机在局部区域无障碍和有障碍两种情况下的巡回路径规划;同时针对局部协同下的一种特殊情况,通过运用蚁群算法,在障碍物生成的泰森多边形模型下,实现了旋翼式无人机的最优飞行路径规划。（5）分析了基于无人机巡察信息的车辆最佳行驶路径,建立符合救援救灾车辆在灾害情况下行驶的相关约束模型,并运用提出的基于图论的改进蚁群算法,验证了所提模型的可行性。
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