2019年数维杯国际赛优秀论文B201906725.pdf

根据给定的信息，本文将对2019年数维杯国际赛优秀论文B201906725中的关键知识点进行深入解析。该论文聚焦于无人机（UAV）在不同应用场景下的模型建立与优化策略研究。 ### 一、论文背景与研究目的 #### 背景介绍 随着科技的进步，无人机技术迅速发展并在多个领域得到广泛应用，如军事侦察、民用航拍、科学研究等。由于无人机能够在高空执行拍摄任务，因此其在获取高分辨率图像方面具有独特优势。然而，在实际应用过程中，无人机面临多种挑战，包括如何确定最佳飞行高度、拍摄角度以及实现精准跟踪等。 #### 研究目的 本论文旨在通过建立相应的数学模型来解决上述问题，具体包括： - **摄影高度确定模型**：用于确定无人机的最佳飞行高度。 - **拍摄角度模型**：用于确定无人机的最佳拍摄角度。 - **无人机跟踪模型**：用于实现对地面特定运动轨迹的有效跟踪。 ### 二、关键技术点详解 #### （一）摄影高度确定模型 在任务1中，论文基于无人机斜视拍摄的特点，分析了飞行高度、拍摄角度与图像分辨率之间的关系，并据此建立了无人机航拍高度模型。研究结果显示，无人机的最佳飞行高度范围为110至333米之间，且当拍摄角度固定时，实际飞行高度应高于该条件下的最佳高度值。 #### （二）拍摄角度模型 在任务2中，论文考虑了两种实际地面情况——高楼建筑区和山区——并通过设置最优航拍高度为目标函数，研究了无人机的拍摄区域，进而建立了多目标规划下的拍摄角度模型，得出了无人机最优拍摄角度范围。结果表明，较小的拍摄角度能够确保信息采集的最大丰富性，即最佳拍摄角度范围应小于表2中给出的最优角度值。 #### （三）无人机跟踪模型 针对任务3，论文研究了无人机跟踪地面特定运动轨迹的能力。地面物体可能涉及三种线性运动（前后、上下、左右）和三种角运动（滚转、俯仰、偏航）。依据无人机的动力学与运动学特性，可以建立垂直方向与水平方向的小扰动状态空间方程。在此基础上，论文进一步探讨了无人机拍摄角度的确定方法，以实现对地面目标的精确跟踪。 ### 三、结论与展望 该论文通过建立一系列数学模型，有效解决了无人机在不同应用场景下的关键问题，为无人机的实际应用提供了理论支持和技术指导。未来的研究可以进一步探索更多复杂的环境因素，如风速变化、光线条件等对无人机性能的影响，从而不断提升无人机在各种场景下的适应能力和拍摄质量。 通过对上述知识点的深入解析，我们可以看到2019年数维杯国际赛优秀论文B201906725不仅展示了作者们在无人机领域的深厚功底，也为该领域的后续研究和发展提供了宝贵思路和参考价值。