低空经济应用-无人机拉格朗日粒子追踪技术

拉格朗日粒子追踪技术旨在研究悬浮颗粒的运动规律——包括它们的扩散方式以及与气流的相互作用。传统方法通常通过摄像头和计算机视觉追踪示踪粒子（如种子颗粒或氦气泡）来实现。但若能用一架易追踪且搭载关键传感器的无人机来模拟拉格朗日粒子的行为呢？
普林斯顿大学智能机器人运动实验室（IRoM Lab）提出了这一设想，探索无人机如何帮助人类更高效地研究大气中颗粒物与污染物的扩散机制。
目录

1. 流体测量的欧拉与拉格朗日方法
2. 案例：无人机追踪风场流动
3. 拉格朗日粒子追踪的应用场景

图1：IRoM实验室的Nathaniel Simon与6×3 Windshaper风墙装置
1. 流体测量的欧拉与拉格朗日方法
欧拉法和拉格朗日法均用于研究悬浮颗粒的运动，但视角截然不同：

• 拉格朗日法：以粒子自身为参考系，记录其运动轨迹。
• 欧拉法：在空间固定点观测流经该位置的粒子属性。

'拉格朗日信息关注流体微团的行为，而欧拉信息关注速度、压力等场变量的时空变化。' —— Dr. Smyth，《万物皆流：自然科学中的流体力学》（2019）
这种差异直接影响了数据采集方式：

• 欧拉法：在河岸固定点测量水流经过时的属性（如流速）。
• 拉格朗日法：追踪河中一片树叶（或一艘随波逐流