【摘 要】
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随着工业化的快速发展,空气污染问题日益严峻。大气污染事故发生时,环境部门如果不能迅速定位污染源的位置,进一步控制污染事故的扩散,将会对生态环境和人民健康造成严重的危害。我国在大气污染源定位领域的研究已取得一定成果,主要是以固定监测站的实时监测与移动机器人主动嗅觉技术为主。无人机具有较高的机动性和快速响应能力,在空中进行污染物的跟踪与定位具有独特的优越性。本文以四旋翼无人机作为移动监测平台,在总结与
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随着工业化的快速发展,空气污染问题日益严峻。大气污染事故发生时,环境部门如果不能迅速定位污染源的位置,进一步控制污染事故的扩散,将会对生态环境和人民健康造成严重的危害。我国在大气污染源定位领域的研究已取得一定成果,主要是以固定监测站的实时监测与移动机器人主动嗅觉技术为主。无人机具有较高的机动性和快速响应能力,在空中进行污染物的跟踪与定位具有独特的优越性。本文以四旋翼无人机作为移动监测平台,在总结与借鉴移动机器人主动嗅觉技术的基础上具体展开以下几个方面的研究工作:（1）大气污染源定位的背景浓度场设计。分析了常用的污染物扩散模型,利用Matlab和Fluent软件构建了高斯稳态光滑浓度场和复杂紊流条件下的不连续浓度场用于测试大气污染源定位算法。（2）大气污染源定位算法的研究。对Z字形算法进了改进并结合大气污染物浓度的空间变化,提出了变步长Z字形-浓度梯度大气污染源定位算法,并通过仿真与分析验证了该算法的优越性。（3）基于无人机的大气污染源定位系统的设计。搭建了四旋翼无人机的移动搭载平台,构建了气体监测模块和避障模块,并完成了大气污染源定位系统软件的设计。（4）基于无人机的大气污染源定位实验的设计。人工搭建了气味源定位实验环境,进行了基于无人机的气味源定位实验,验证了基于无人机的大气污染源定位系统的可行性。
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