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多旋翼无人机的续航优化
被引量：
12
1
作者
张
植
勋
夏庆锋
曹洋
《兵工自动化》
2020年第10期93-96,共4页
针对制约多旋翼无人机发展的续航问题,设计一种多旋翼无人机续航优化方法。分析几种影响多旋翼无人机续航的常见因素,给出对续航时间的估算方法,结合目前已有的多旋翼无人机进行整体方案的续航提升,并利用控制变量法进行实验验证。结果...
针对制约多旋翼无人机发展的续航问题,设计一种多旋翼无人机续航优化方法。分析几种影响多旋翼无人机续航的常见因素,给出对续航时间的估算方法,结合目前已有的多旋翼无人机进行整体方案的续航提升,并利用控制变量法进行实验验证。结果表明,该方法可有效提高无人机的续航能力。
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关键词
无人机
续航时间
算法
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职称材料
基于深度强化学习的农田节点数据无人机采集方法
被引量：
4
2
作者
胡洁
张
亚莉
+3 位作者
王团
望梦成
兰玉彬
张
植
勋
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第22期41-51,共11页
利用无人机采集农田传感器节点数据,可避免网络节点间多次转发数据造成节点电量耗尽,近网关节点过早死亡及网络生命周期缩短等问题。由于相邻传感器数据可能存在冗余、无人机可同时覆盖多个节点进行采集等特点,该研究针对冗余覆盖下部...
利用无人机采集农田传感器节点数据,可避免网络节点间多次转发数据造成节点电量耗尽,近网关节点过早死亡及网络生命周期缩短等问题。由于相邻传感器数据可能存在冗余、无人机可同时覆盖多个节点进行采集等特点,该研究针对冗余覆盖下部分节点数据采集和全节点数据采集,对无人机数据采集的路线及方案进行优化,以减轻无人机能耗,缩短任务完成时间。在冗余覆盖下部分节点数据采集场景中,通过竞争双重深度Q网络算法(Dueling Double Deep Q Network,DDDQN)优化无人机节点选择及采集顺序,使采集的数据满足覆盖率要求的同时无人机能效最优。仿真结果表明,该算法在满足相同感知覆盖率要求下,较深度Q网络(Deep Q Network,DQN)算法的飞行距离缩短了1.21 km,能耗减少27.9%。在全节点数据采集场景中,采用两级深度强化学习联合(Double Deep Reinforcement Learning,DDRL)方法对无人机的悬停位置和顺序进行优化,使无人机完成数据采集任务时的总能耗最小。仿真结果表明,单节点数据量在160 kB以下时,在不同节点个数及无人机飞行速度下,该方法比经典基于粒子群优化的旅行商问题(ParticleSwarm Optimization-Traveling Salesman Problem,PSO-TSP)算法和最小化能量飞行控制(Minimized Energy Flight Control,MEFC)算法的总能耗最少节约6.3%。田间试验结果表明,相比PSO-TSP算法,基于DDRL的数据采集方法的无人机总能耗降低11.5%。研究结构可为无人机大田无线传感器节点数据采集提供参考。
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关键词
无人机
数据采集
深度强化学习
节点感知冗余
DQN
DRL
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职称材料
农用多旋翼无人机作业能耗白盒模型构建与试验
被引量：
2
3
作者
李继宇
张
植
勋
+3 位作者
赵胤伟
沈卓
刘知杰
吕佳
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期87-96,共10页
为了减少因能量有限而导致无人机飞行时间有限的问题,研究农用无人机在飞行时的作业能耗是十分必要的。本研究以农用多旋翼无人机为研究对象,采用白盒建模的方法,依照动力系统各部件原理,构建了农用无人机的飞行总效率模型,再根据农用...
为了减少因能量有限而导致无人机飞行时间有限的问题,研究农用无人机在飞行时的作业能耗是十分必要的。本研究以农用多旋翼无人机为研究对象,采用白盒建模的方法,依照动力系统各部件原理,构建了农用无人机的飞行总效率模型,再根据农用无人机的飞行特点,建立了一种针对农用无人机的作业能耗模型,并通过对农用无人机的速度、载荷和航程这3个动态参数分组试验得到的数据进行了验证。结果表明,模型具有较高的精度,最大平均误差约为6.582%,最大绝对误差中位数约为7.654%。最后对模型的各个参数进行分析,引入模型修正系数对模型进行修正,修正后的模型精度相比修正前的最大平均误差减少约3.092个百分点,误差中位数减少约3.612个百分点,修正后效果显著。本研究构建的理论模型可以用于农用无人机作业能耗的计算和预测,在规划无人机任务前就可以得到相应的作业能耗并进行优化,也可以适配不同控制器的其他旋翼机型,具有一定的应用价值。
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关键词
农业
无人机
能耗
白盒模型
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职称材料
一种小型多旋翼无人机的挂载设计与实现
被引量：
2
4
作者
葛超
张
植
勋
+1 位作者
曾舒婷
夏庆锋
《兵工自动化》
2019年第3期88-91,共4页
为满足多旋翼无人机短距离挂载重物运输的需求,提出一种电动无人机自动化挂载重物方案。根据无人机飞行原理,对无人机现有挂载方案存在的问题进行分析,从易用性、可靠性、维护性、续航性、承载性对无人机性能进行评估,采用STM32芯片的...
为满足多旋翼无人机短距离挂载重物运输的需求,提出一种电动无人机自动化挂载重物方案。根据无人机飞行原理,对无人机现有挂载方案存在的问题进行分析,从易用性、可靠性、维护性、续航性、承载性对无人机性能进行评估,采用STM32芯片的抓持器,结合建模计算,通过对多旋翼飞行器及挂载控制系统的设计,得出其挂载方案,并通过抓持实验进行验证。试验结果表明:该方案切实可行,能基本满足大多数载荷的运输。
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关键词
无人机
STM32微型处理器
电动
STM32F103RCT6
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职称材料
题名
多旋翼无人机的续航优化
被引量：
12
1
作者
张
植
勋
夏庆锋
曹洋
机构
南京大学金陵学院信息科学与工程学院
诺基亚通信系统技术(北京)有限公司浙江分公司
出处
《兵工自动化》
2020年第10期93-96,共4页
基金
2018年教育部产学合作协同育人项目(201801086014,201801279020,201802003026,201802026004)
南京大学金陵学院2018年教学改革与研究立项项目(0010521805)。
文摘
针对制约多旋翼无人机发展的续航问题,设计一种多旋翼无人机续航优化方法。分析几种影响多旋翼无人机续航的常见因素,给出对续航时间的估算方法,结合目前已有的多旋翼无人机进行整体方案的续航提升,并利用控制变量法进行实验验证。结果表明,该方法可有效提高无人机的续航能力。
关键词
无人机
续航时间
算法
Keywords
UAV
endurance
algorithm
分类号
TP202 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于深度强化学习的农田节点数据无人机采集方法
被引量：
4
2
作者
胡洁
张
亚莉
王团
望梦成
兰玉彬
张
植
勋
机构
华南农业大学电子工程学院
华南农业大学工程学院
国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第22期41-51,共11页
基金
高等学校学科创新引智计划项目(D18019)
国家自然科学基金项目(32271997)
+1 种基金
广东省重点领域研发计划项目(2019B020221001)
广东省科技计划项目(2018A050506073)。
文摘
利用无人机采集农田传感器节点数据,可避免网络节点间多次转发数据造成节点电量耗尽,近网关节点过早死亡及网络生命周期缩短等问题。由于相邻传感器数据可能存在冗余、无人机可同时覆盖多个节点进行采集等特点,该研究针对冗余覆盖下部分节点数据采集和全节点数据采集,对无人机数据采集的路线及方案进行优化,以减轻无人机能耗,缩短任务完成时间。在冗余覆盖下部分节点数据采集场景中,通过竞争双重深度Q网络算法(Dueling Double Deep Q Network,DDDQN)优化无人机节点选择及采集顺序,使采集的数据满足覆盖率要求的同时无人机能效最优。仿真结果表明,该算法在满足相同感知覆盖率要求下,较深度Q网络(Deep Q Network,DQN)算法的飞行距离缩短了1.21 km,能耗减少27.9%。在全节点数据采集场景中,采用两级深度强化学习联合(Double Deep Reinforcement Learning,DDRL)方法对无人机的悬停位置和顺序进行优化,使无人机完成数据采集任务时的总能耗最小。仿真结果表明,单节点数据量在160 kB以下时,在不同节点个数及无人机飞行速度下,该方法比经典基于粒子群优化的旅行商问题(ParticleSwarm Optimization-Traveling Salesman Problem,PSO-TSP)算法和最小化能量飞行控制(Minimized Energy Flight Control,MEFC)算法的总能耗最少节约6.3%。田间试验结果表明,相比PSO-TSP算法,基于DDRL的数据采集方法的无人机总能耗降低11.5%。研究结构可为无人机大田无线传感器节点数据采集提供参考。
关键词
无人机
数据采集
深度强化学习
节点感知冗余
DQN
DRL
Keywords
UAV
deep reinforcement learning
node data collection
perceptual redundancy
DQN
DRL
分类号
S126 [农业科学—农业基础科学]
S-3
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职称材料
题名
农用多旋翼无人机作业能耗白盒模型构建与试验
被引量：
2
3
作者
李继宇
张
植
勋
赵胤伟
沈卓
刘知杰
吕佳
机构
华南农业大学工程学院
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期87-96,共10页
基金
广东省自然科学基金项目(2021A1515010736)
广州市重点研发计划项目(2023B03J1323)。
文摘
为了减少因能量有限而导致无人机飞行时间有限的问题,研究农用无人机在飞行时的作业能耗是十分必要的。本研究以农用多旋翼无人机为研究对象,采用白盒建模的方法,依照动力系统各部件原理,构建了农用无人机的飞行总效率模型,再根据农用无人机的飞行特点,建立了一种针对农用无人机的作业能耗模型,并通过对农用无人机的速度、载荷和航程这3个动态参数分组试验得到的数据进行了验证。结果表明,模型具有较高的精度,最大平均误差约为6.582%,最大绝对误差中位数约为7.654%。最后对模型的各个参数进行分析,引入模型修正系数对模型进行修正,修正后的模型精度相比修正前的最大平均误差减少约3.092个百分点,误差中位数减少约3.612个百分点,修正后效果显著。本研究构建的理论模型可以用于农用无人机作业能耗的计算和预测,在规划无人机任务前就可以得到相应的作业能耗并进行优化,也可以适配不同控制器的其他旋翼机型,具有一定的应用价值。
关键词
农业
无人机
能耗
白盒模型
Keywords
agriculture
UAV
energy consumption
white-box model
分类号
S252 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
一种小型多旋翼无人机的挂载设计与实现
被引量：
2
4
作者
葛超
张
植
勋
曾舒婷
夏庆锋
机构
南京大学金陵学院信息科学与工程学院
出处
《兵工自动化》
2019年第3期88-91,共4页
基金
2016年南京大学金陵学院重点教学改革研究项目(0010521608)
文摘
为满足多旋翼无人机短距离挂载重物运输的需求,提出一种电动无人机自动化挂载重物方案。根据无人机飞行原理,对无人机现有挂载方案存在的问题进行分析,从易用性、可靠性、维护性、续航性、承载性对无人机性能进行评估,采用STM32芯片的抓持器,结合建模计算,通过对多旋翼飞行器及挂载控制系统的设计,得出其挂载方案,并通过抓持实验进行验证。试验结果表明:该方案切实可行,能基本满足大多数载荷的运输。
关键词
无人机
STM32微型处理器
电动
STM32F103RCT6
Keywords
UAV
STM32 microprocessor
electric
STM32F103RCT6
分类号
V279 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多旋翼无人机的续航优化
张
植
勋
夏庆锋
曹洋
《兵工自动化》
2020
12
下载PDF
职称材料
2
基于深度强化学习的农田节点数据无人机采集方法
胡洁
张
亚莉
王团
望梦成
兰玉彬
张
植
勋
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
4
下载PDF
职称材料
3
农用多旋翼无人机作业能耗白盒模型构建与试验
李继宇
张
植
勋
赵胤伟
沈卓
刘知杰
吕佳
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
下载PDF
职称材料
4
一种小型多旋翼无人机的挂载设计与实现
葛超
张
植
勋
曾舒婷
夏庆锋
《兵工自动化》
2019
2
下载PDF
职称材料
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