复合类型巡检任务下的多站点无人机群路径规划问题

来源 :长安大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wwwwcccc3012
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
无人机在巡检领域有着巨大的优势和重要的作用。传统人工巡检方法需消耗较大的人力、物力和时间等成本,虽然无人机早已应用于巡检领域,但是仍存在巡检范围较小、巡检效率较低等问题,且现有文献以固定点检测任务为主,巡检目标类型较为单一,因此,本文针对用于复合类型巡检任务的多站点无人机群路径规划问题,提出了数学模型和智能优化算法,用于固定点检测任务和沿线检测任务。本文分两个阶段解决该问题,第一阶段解决固定点检测任务,第二阶段同时解决固定点检测任务和沿线检测任务,即解决复合类型检测任务。本文主要工作及创新点如下:(1)针对固定点检测任务,本文首先给出了带有多站点的无人机群路径规划问题的完整定义,并建立了数学模型;然后基于文化基因算法设计了一种混合式元启发式算法,该算法在文化基因算法的框架下加入了变邻域下降,并设计了七种邻域结构用于局部搜索提升;随后,利用CPLEX对数学模型进行了求解,并验证了本算法在小规模案例下的性能;最后,为验证本算法在中大规模案例下的性能,本文基于标准数据集与其他同类算法进行了对比实验,实验结果表明本算法具有更好的寻优能力和较好的稳定性。(2)针对复合类型检测任务,本文以巡检电力输电线路为例给出了完整的问题描述,并建立了数学模型;然后通过强化学习和自适应大邻域搜索算法的基础知识,引出了本文设计的基于强化学习的自适应大邻域搜索算法,该算法将强化学习用于自适应大邻域搜索算法的自适应阶段,通过累积的性能自适应的学习最佳动作来寻找更好的解,并将变邻域下降用于局部提升,同时,本算法还针对该类问题设计了多种操作算子和邻域搜索结构;最后是实验验证阶段,本文先利用CPLEX对数学模型进行了求解,并验证了所提出算法在小规模案例下的性能;然后,为验证所提出算法在中大规模案例下的性能,与基于种群的同类算法和基于单解的同类算法进行了大量的对比实验,实验结果表明所提出算法具有更好的寻优能力和较好的稳定性。
其他文献
探讨了酒石酸泰乐菌素与阳离子染料结晶紫在pH 2.4的Clark-Lubs缓冲溶液条件下相互作用的共振光散射图谱,建立了双波长叠加共振光散射技术(DWRLS)测定酒石酸泰乐菌素含量的新方法。实验研究发现,该体系在325 nm和491 nm处产生了两个强烈的特征散射峰。在波长325 nm处,酒石酸泰乐菌素在0.04~0.24 mg·L-1内的质量浓度与共振光散射强度差值(ΔIRLS)呈线性关系,其线
期刊
综述了薰衣草精油通过抑菌、抗炎、抗氧化、抑制皮脂分泌、抑制酪氨酸酶活性、促进胶原蛋白合成、促进毛发生长等途径起到的美白淡斑、抗衰老、敏感修护等多重护肤功效,概述了薰衣草精油促渗作用,并介绍了薰衣草精油的安全性问题,最后提出了目前薰衣草精油在化妆品行业应用中存在的问题,为薰衣草精油在护肤领域的应用提供一定的理论参考。
期刊
绿色“一带一路”建设是响应新时代绿色发展的需求,也是“一带一路”倡议稳步推进的必然选择。交通运输业作为支撑“一带一路”建设的基础性产业,既是经济增长的重要引擎,也是共建绿色“一带一路”的重要抓手。“一带一路”沿线省域作为“一带一路”倡议的主阵地,其交通运输业绿色发展水平关乎绿色“一带一路”建设成效。绿色全要素生产率(Green Total Factor Productivity,GTFP)可以科学
学位
在海洋工程装备中,海工平台桩腿结构常采用Q345-Q690异种钢材焊接接头,焊接过程中出现的冷裂纹在疲劳载荷的作用下快速扩展,容易导致该结构发生疲劳断裂。针对该问题,本文提出在该焊接接头中引入焊丝作为缓冲层的方法形成了一种具有双金属焊缝的新型焊接接头,使得焊接接头的疲劳裂纹扩展性能及力学性能得到改善。主要研究如下:(1)对比分析母材和焊接接头金相组织、硬度以及疲劳裂纹扩展情况,并结合消除残余应力热
学位
车排子油田位于准噶尔盆地西部隆起,石炭系是新近被确认的又一重要油藏储层。前人虽建立了井下石炭纪的地层系统,但多数地层因缺乏时代依据和统一的对比标志,因而与盆地北缘包古图-哈山一带石炭系建组剖面及其各组级地层系统对比存在较大争议。本文关注的焦点是车排子油田与盆地北缘包古图-哈山一带包古图地层小区各石炭系究竟是否可对比?车排子油田所在的区域是否应划归包古图小区?本文研究发现,车排子油田与包古图-哈山一
学位
目的 研究基于时机理论的家庭护理在老年糖尿病患者中的应用价值。方法 选取2020年7月至2021年7月上海大学附属南通医院(南通市第六人民医院)收治的100例老年糖尿病患者进行研究,将其随机划分为对照组和试验组,每组50人。对照组实施常规干预,试验组在对照组基础上实施基于时机理论的家庭护理干预。观察并比较2组干预前后血糖水平、自我管理能力以及心理状态。结果 干预前,2组血糖水平、自我管理能力以及心
期刊
生活用水和工业用水的水质硬度过高会产生许多危害。传统的水质软化方法大多采用药剂软化法,存在药剂利用率低,出水浊度高等缺点,而基于传统药剂软化法的改进方法诱导结晶法具有硬度去除更加彻底,药剂投加量少,易于固液分离等诸多优势,本研究采用机械搅拌式的烧杯试验和流化床式反应器试验研究了诱导结晶法软化水的效能,旨在为水质软化研究和实际工程提供建议和指导。采用离子平衡模拟计算软件对软化药剂投加初始时和结晶反应
学位
机械零部件在使用过程中容易萌生疲劳裂纹,如不对其进行处理,裂纹将迅速扩展直至失效。止裂孔和压痕因其操作简便是修复含裂纹构件的常用方法。但止裂孔和压痕对含裂纹构件修复效果有限,且目前对二者延寿机理的认识尚未达成共识。针对该问题,本文以6061-T6铝合金为研究对象,采用紧凑拉伸试样,通过压痕与止裂孔新的组合方式达到延寿目的,并对延寿机理展开研究。主要研究内容如下:(1)采用紧凑拉伸试样对止裂孔及压痕
学位
车路协同系统是智能交通系统的关键组成部分,其利用车辆与路侧基础设施双向高效的信息交互,实现交通信息、资源调度的一体化协同管理。数字化路侧基础设施通过集成路侧单元、感知设备、大算力计算模块、可再生能源收集模块、全球定位系统等模块形成交通信息接入控制服务点,其通过本地融合计算或卸载到云端处理车辆轨迹、行为等交通数据,最终将交通信息返回至路侧单元,由路侧单元向途经车辆提供交通信息服务。为满足车路协同系统
学位
我国轨道交通发展建设的近十年来,由最初的开端起步进入了优化发展的重要阶段,在城市化的发展进程中起着重要的作用,尤其是地铁的建设运营成为了城市快速发展的目标,地铁占道施工也成为了日常出行的普遍现象,由此也带来了一些问题,例如道路断面线型发生改变、车辆行驶空间减少,延误加剧、路网运行效率降低等问题。此外,不同形式的施工区其车辆运行特性有也所不同,车辆间容易发生交通冲突,影响着居民出行的交通安全水平。因
学位