动态烟 plume 跟踪的自主无人机

本文提出一种新型基于无人机的烟 plume 跟踪系统，能够在高度不稳定的大气条件下导航并跟踪 plume。该系统集成了先进的硬件和软件，以及综合的仿真环境，以确保在受控和现实环境中的稳健性能。四旋翼机配备高分辨率成像系统和先进的 onboard 计算单元，执行精确机动，准确检测和跟踪在波动条件下的动态烟 plume。我们的软件实施了两个阶段飞行操作，即在检测到 plume 时下降进入 plume 并持续监控烟的运动。在 plume 内跟踪期间。利用比例积分微分（PID）控制和基于深度强化学习（DRL）的近端策略优化控制器实现对 plume 动态的适应。在从稳定流到复杂不稳定波动的各种烟风情景下进行的 Unreal Engine 仿真表明，尽管 PID 控制器在较简单情景中表现尚可，DRL 控制器在更具挑战性的环境中表现出色。现场测试 corroborate 了这些发现。该系统为无人机监控（如野火管理和空气质量评估）开辟了新的可能性。DRL 用于实时决策的成功集成推进了动态环境中自主无人机控制。