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GeoWind2Plan:面向节能无人机规划的任务时3D城市风场预测
GeoWind2Plan: Mission-Time 3D Urban Wind Prediction for Energy-Efficient UAV Planning
在城市低空飞行中,建筑物将环境风重塑为空间变化的三维流场,使无人机(UAV)能耗不仅取决于路径长度,还取决于局部风暴露。然而,当任务必须规划时,建筑物分辨率的风场信息往往不可用。计算流体力学(CFD)可生成高保真城市流场,但每次仿真都绑定于固定的来流边界条件,且可能耗时数小时至数天,这与通常仅持续数分钟到数十分钟的城市无人机任务不兼容。我们提出 GeoWind2Plan,一个用于任务时三维城市风场预测与节能无人机规划的“几何—风场—规划”框架。仅给定背景风矢量、三维建筑几何以及起点—终点对,GeoWind2Plan 将建筑几何变换到参考风坐标系,利用局部化几何条件神经算子预测与任务相关的三维风场斑块,将其拼接为可查询的局部风场,并使用基于物理的无人机能耗模型优化可行的三维路径与速度剖面。GeoWind2Plan 并不追求 CFD 级别的完美重建,而是……