低空天路规划与地理信息应用
文献类型：学位论文
| 作者 | 徐晨晨 |
| 答辩日期 | 2023-12 |
| 文献子类 | 博士后出站报告 |
| 授予单位 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 廖小罕 |
| 关键词 | 无人机航路规划 复杂网络理论 Bias-RRT 算法 地理信息应用 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 学位专业 | 地理学 |
| 英文摘要 | 当前无人机数量快速增长，行业应用迅速扩张，规模化的无人机商业运行需 求逐渐显现。尤其是在国家鼓励大力发展无人机物流的政策背景下，城市低空物 流行业发展潜力巨大。然而，海量无人机在紧邻地表且高动态变化的复杂城市低 空环境下无法安全运行，低空商业化运行眼看就要发生有车无路的瓶颈堵塞。 无人机低空航路是一种保障低空安全运行的新型基础设施，已被民航局写进 指导意见并引导其应用工作在全国试点开展。然而，当前城市低空物流航路受限 于运行效率低、空地协同性差等瓶颈问题，不足以应对规模化的无人机低空运行。 因此，本研究拟基于高精度地理信息，通过基于复杂网络理论与地理环境复杂性 度量的网络构建技术，以及基于 Bias-RRT 优化算法的局部无人机飞行路径高效规 划技术来构建城市低空物流航路网。 本报告的主要结论是： （1）形成了基于复杂网络理论的低空航路网络构建技术流程 从基于复杂网络理论的单层网络构建、多层网络耦合，以及多层网络的跨层 路径优化搜索等关键技术来构建多层航路网络；对距离和风险成本网络、结构网 络和自由网络、基于交叉口和基于需求点的多层网络等多类型网络进行结构和性 能的对比与分析。 （2）地理环境复杂度局部地图下的航路快速规划 基于信息熵的概率不确定性度量地理环境的复杂性，在平衡地理环境的空间 精度和计算效率条件下高效布局无人机起降点和网络节点。同时，从收敛采样空 间、引入偏置概率、强化目标导向等多方面优化 RRT 算法，基于 Bias-RRT 优化算 法高效生成基于局部复杂地理环境地图的无人机飞行路径。既加快了全局最优路 径收敛速度，又避免了陷入局部最优。 （3）多类型多层航路网络的性能对比分析结果 通过多层网络的路由策略，对距离和风险成本网络、结构网络和自由网络、 基于交叉口和基于需求点的多层网络等多类型网络进行结构和性能的对比与分 析发现，基于地面交叉口构建的多层网络在连通率方面有优势，基于潜在需求点 的多层网络在有效运行路径的距离方面有优势；此外，相比风险成本网络，距离 成本网络在有效路径的距离方面有优势，而通过复杂网络理论构建的多层网络不仅在冲突消减方面有优势，形成的网络有效路径覆盖率和连通性都远远高于自由 网络。 |
| 学科主题 | 地理学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 88 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/209385]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 徐晨晨. 低空天路规划与地理信息应用[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院地理科学与资源研究所. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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