无人机组网遥感实时任务观测的冗余容错控制方案

作     者：Sana Ullah 晏磊 冯朝晖 赵海盟 孙逸渊 赵红颖 Sana Ullah;YAN Lei;FENG Zhaohui;ZHAO Haimeng;SUN Yiyuan;ZHAO Hongying

作者机构：北京大学地球与空间科学学院遥感与地理信息系统研究所北京100871 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFB0503003) 

出 版 物：《地球信息科学学报》 (Journal of Geo-information Science)

年 卷 期：2019年第21卷第4期

页      码：552-559页

摘      要：中小型无人机(UAV)越来越多地应用于各种实时静态和动态任务中,已成为对人类非常有用的辅助工具。适合无人机在各种条件下进行监视和测量的因素有很多,但无人机在执行不同的实时任务时仍会受到各种挑战,且一旦在任务执行过程中任何一个约束的及时响应缺失,将会影响任务的总体结果,导致整个任务部分或完全失败,在实际中很难建立完美系统。因此,在系统中引入冗余容错来最小化故障概率并增强其鲁棒性非常重要。其中,根本问题是随着系统复杂性的增加,除非对其采取补偿措施,否则其可靠性会急剧下降。冗余容错是通过添加一个或多个模块(通常采用并行配置)作为备份来引入冗余。为了提高极端条件下航空遥感任务无人机网络系统的鲁棒性和成功率,本文将基于冗余的容错控制技术引入无人机网络设计中,确定了不同限制条件下的最佳网络解决方案。组网设计是在不同观测条件下的遥感任务如"大尺度生态监测"、"中尺度洪灾监测"、"小尺度安全监测"中,通过同步监控进行主动合作的包括多个无人机的网络。多无人机网络作为冗余容错体系结构时可以通过添加多个无人机作为备份使得系统可以容错,而无人机在不同极端条件下的位置和视角则可以作为冗余容错的场景设置。当组网方案中的无人机位置和视角超过设定的阈值时可以被认为是故障的,其将被分离并不考虑进一步分析。通过以上方式,无人机网络可以在极端条件下得到组网控制方案的有效输出,进而保证遥感观测任务的顺利进行。

主 题 词：无人机组网 生态监测 灾害监测 安全监控 冗余容错 

学科分类：083002[083002] 0830[工学-生物工程类] 081802[081802] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 081602[081602] 0816[工学-纺织类] 

核心收录：

D　O　I：10.12082/dqxxkx.2019.180389

馆 藏 号：203666992...