多无人机协同飞行任务方案设计与应用

根据任务需求,为实现预期的目标,利用测绘无人机实时获取空间动态,在满足技术指标的前提下,提供及时、准确的地理空间信息数据,为协同飞行提供全力保障。对于新形势下,无人机在测绘保障上,需要地面控制站根据任务需求,综合考虑环境因素及飞机本身性能指标,快速规划无人机准时到达指定区域路线,按照路线规划情况,巧妙运用飞行控制技能,达到预期飞行目的。在任务区域内,根据摄影测量要求计算出各项飞行参数,快速生成航线,圆满完成测绘任务。本文编写无人机航线规划系统,实现了在规划时间和航线质量之间的协同,提高了任务完成质量与实效。     

基于测绘型无人机航线优化设计应用研究

为了配合无人机的高机动性和快速作业能力,根据无人机的飞行任务和摄影测量要求,开发航线自动化生成软件,高效快速生成无人机飞行参数和航程路线。在柳河县执行实际航摄作业过程中,大大缩短了航线设计的时间,提高了作业效率。     

基于等高线构建无人机航线的新型仿地飞行策略

建筑物墙面、悬崖或危岩等目标物的立面信息对于地物精细化建模、地灾调查、分析、评估及防治等具有非常重要的作用。传统倾斜摄影测量获取影像的方式缺乏对地物立面信息的详细描述，在地形落差较大的地区也存在因影像重叠率不同而建模失败的情况。仿地飞行策略在一定程度上解决了上述问题，但其对于突然的高度变化，不能满足精细化建模的要求。本文提出了一种基于等高线构建无人机航线的新型仿地飞行策略，该方法基于目标区域的DSM生成等高线，经等高线简化、偏移等处理完成无人机航线的设计。通过试验将该方法构建的模型成果与传统仿地飞行方法建模成果相比较。结果表明，本文提出的方法可将悬崖上的危岩等刻画得更加真实，且相对于传统仿地飞行垂直于高度变化方向的航线设计为平行于等高线的航飞路线，避免了频繁的高度变化，有益于延长无人机执行飞行任务的时间，因此是一种有效、实用的航飞路线设计方法。     

复杂地势下轻小型无人机LiDAR自主航线设计

针对现有的LiDAR航线设计软件绝大多数针对大中型无人机,主要依靠飞行人员根据实际经验敷设航线,少数采用传统摄影测量改变基线长度的方式实现复杂地势下LiDAR航线自动敷设,但高地势地区航线较密,飞行成本高,有局限性,目前能实现轻小型无人机载LiDAR航线自主敷设的软件很少等问题,参照轻小型机载LiDAR的特点,该文提出一种复杂地势下基于DEM改变航高的航线设计方法。以延庆某山区进行试验。结果表明:该方法适当放宽分区高差限制,综合考虑地形信息、飞机性能等要素,使得单条航带点云密度得到保证,提高航线规划效率,节约飞行时间。将考虑DEM与未考虑DEM两种方式对比,确保重叠度,满足工程点云密度,便于后期数据处理。     

不同地形环境下无人机航线规划及三维建模分析

针对不同地形环境下存在的飞行安全性低、数据冗余、构建三维模型质量和精度差等问题,本文以单镜头四旋翼小型无人机为试验设备,对平坦地形环境下的复杂单体建筑使用井字形交叉航线和环视航线;对复杂山地地形环境下的泥石流沟谷使用水平航线、井字形交叉航线及视频航线构建三维模型,并结合航线参数、三维模型质量和精度,探讨了不同地形环境下无人机航线规划方案对三维模型构建的影响。经评价分析可知:①使用环视航线能安全、快速地获取平坦地形下的复杂单体建筑影像,构建完整、质量好、精度高的三维模型;②使用井字形交叉航线能构建山地地形下泥石流沟谷的完整、质量好、精度高的三维模型,但飞行安全性、时效性较低;③使用视频航线,影像重叠度高,能构建完整、质量好的三维模型,模型精度并无明显差异。     

Trimble UX5在地理信息数据采集中的优势分析

正一、无人机系统无人机即为无人驾驶飞机,可以由电脑控制自主飞行,也可以由地面控制人员遥控飞行。无人机系统是以无人机为主的综合作业系统。典型的无人机系统包含无人驾驶飞机、控制系统、通信系统、其他附属设备。在地理信息数据采集领域,无人机是一种新兴技术,将会在一定程度上改变地理信息产业专业人员的测量方法,就像20世纪90年代RTK GPS技术出现一样。无人机系统提供快速的飞行计划和数据收集程序,能够快速响应客户的需求,同时     

民用轻小型无人机监管与遥感组网观测技术

我国轻小型无人机在测绘、资源监测与灾害应急等领域作用显著,而我国现有空管对此类飞行目标"看不到"、"管不了"。本文提出了基于北斗/移动通讯技术的无人机飞行监管技术、方法与标准,研制了小型化、轻量级、高频次无人机飞行监管终端,开发了无人机监管网络综合运行管理平台,建立了无人机飞行监管与组网观测链路体系,示范验证了多架、异地、同步在线无人机监管可靠性,为我国无人机监管与对地组网观测能力建设奠定基础。     

提高非量测相机高程精度关键技术分析

由于无人机平台只能搭载非量测相机,其相机镜头畸变较大,同时无人机飞行姿态不稳定,更无法搭载高精度GNSS/IMU系统,导致了无人机航摄大比例尺成图的高程精度较差。针对以上问题,本文通过试验,在GPS辅助空中三角测量基础上,通过影像畸变差纠正、相机自检校,改正影像畸变;使用差分GPS获取更精确的摄站中心坐标;飞行垂直于常规航线的构架航线,以增加影像重叠度,提高空三模型稳定性。试验结果表明,相机标定、差分GPS和构架航线不仅可以提高GPS辅助光束法区域网平差的高程精度,还能有效减少野外像控点布设数量,针对带状图航测更具参考价值。     

微型无人数字航空摄影系统的设计与实践

本文基于无人机数字航空摄影系统应用项目,从机体设计、航线设计、通讯设计、监控设计、数据处理、技术检测等各个层面,对无人机摄影测量一体化的原理、方法及相关参数进行了详细设计和应用实验,并结合航空摄影技术规范,对系统的飞行指标进行了定量分析,实验结果表明,该系统对现有测量方式具有极大的改善和推动意义。     

北斗短报文的无人机飞行监管技术与装备研究

针对我国现有以地面雷达为主要空管手段的监管体系中,轻小型无人机飞行目标存在的"看不到""管不了"等难题。该文提出了基于北斗短报文通信技术的无人机系统飞行监管技术与方法,研究制定了无人机资源注册、任务注册机制,以及无人机飞行诸元传输协议;研究突破了无人机机载设备终端电磁兼容、北斗通信传输频次加密、多系统导航定位、FPGA优化集成等关键技术,研制了小型化、轻量级、高频次北斗短报文无人机飞行监管机载终端,开发了网络化无人机飞行监管综合运行管理平台。全套系统在国土测绘、海洋监测、灾害应急等领域开展5个节点应用示范,有效实现了无人机多架、协同、异地、同步在线超视距通信与监管。研究成果填补了我国无人机飞行安全管理的空白,进一步推动了无人机产业化发展,有力保障了我国低空空域开放政策的有序推进。     

基于北斗的低成本无人机倾斜摄影系统的设计与实现

微小型的低成本无人机具有起降场地限制小、运输方便、及成本相对低廉的特点,在小范围及分散的区域摄影测量工作中得到广泛应用,但低成本无人机在定位精度、续航航程、成像载荷选择等诸多方面需要进行取舍与妥协。因此需要提升低成本无人机的拍摄作业效率,构建一种低成本固定翼无人机,利用北斗／GPS组合定位增加高仰角卫星数,减少姿态角变化导致的定位精度下降;采用两个运动摄像头同步拍摄作为成像载荷;整套系统成本控制在一万以内。根据试验航程时间及试验后电池剩余电量的估算,机体作业飞行时间约1小时30 min,作业航程约70 km.      

一种面向无人机绝对定位的卫星基准影像检索方法

针对全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）拒止环境下大范围无人机视觉绝对定位问题,提出了一种聚合深度学习特征的卫星基准影像检索方法。首先,利用预训练的深度学习模型提取无人机与卫星基准影像的局部卷积特征;然后,对局部特征描述符进行聚合,生成影像全局表达;最后,利用影像全局特征进行相似性检索,并采用检索结果精匹配重排序的后处理方法,进一步提高检索准确率。设计了一个新的面向无人机绝对定位的卫星基准影像数据集并进行实验,结果表明,使用所提方法检索无人机影像适配区域的卫星基准影像的准确率达76.07%,可为后续基于视觉的无人机绝对定位提供参考。     

BDS辅助无人机免像控三角测量数据处理方法研究CSCD

针对无人机空中三角测量处理需要外业控制点数量多、工作量大的问题,提出了北斗卫星导航系统(BDS)辅助无人机大比例尺免像控精度验证方法.该方法利用搭载双频全球卫星导航系统(GNSS)接收机的无人机摄影测量平台接收BDS数据,探讨了高精度的BDS摄站坐标解算、BDS数据与无人机影像数据联合平差关键技术,最后,以工程实例验证该方法的有效性.实验结果表明:此方法在无像控点情况下满足1∶500的大比例测图精度要求.     

无人机航测教学实验探讨

无人机航空摄影测量是一种新兴的测量手段,具有广阔的应用前景。本文以广州大学地理科学学院为例,介绍了该校地信专业无人机航测教学实验的教学情况。该实验包含内业与外业两部分,涵盖了航线设计、无人机航拍、像控、空三加密、DOM制作等无人机航测的全流程。该实验取得了较好的教学效果,对相关高校和专业开设类似实验具有一定的借鉴意义。     

无人机遥感载荷验证场精密测量研究

无人机遥感载荷验证场精密测量研究,为我国首个航空遥感定标场的建立、世界上首个无人机遥感定标场的建立提供了基础测绘数据保障.本文详细介绍了无人机遥感载荷验证场(南方场)精密测量的具体实施过程,以及本项目的主要成果.为今后无人机遥感验证工作提供借鉴.     

面向Z-5无人直升机航测的测绘质量检查体系及实证

基于无人直升机开展应急测绘具有重要意义,但目前缺乏针对无人直升机航摄系统的测绘质量检查体系及量化指标。本文提出基于Z-5无人直升机及配套航摄系统的测绘质量检查体系,包含数字航空摄影成果检查、空三加密成果检查和数字正射影像成果检查,并明确重要指标的量化数据。通过实际飞行验证,结果表明,Z-5无人直升机航摄系统能够满足应急测绘精度要求,其中4项内容可以进一步提高量化指标阈值,满足更为精准的无人机测绘要求。     

基于六旋翼无人机平台的GNSS干扰源测向与定位系统设计与实现

目前,基于无人飞行器的导航干扰源探测方面的研究主要集中在理论研究与仿真实现阶段[1],文中设计了一种基于六旋翼无人机平台的全球卫星导航系统(GNSS)干扰源测向与定位系统, 并在某飞行场区进行了干扰源定位精度的测试. 该系统主要由六旋翼无人飞行器、干扰源监测测向载荷以及地面站组成. 系统试制完成后,选定开阔环境,通过设置干扰源发射不同的调制方式、不同发射功率的干扰信号,以此来验证干扰源的定位精度.      

低空无人飞艇航测相机稳定平台控制方法

针对低空无人飞艇航空遥感系统平台姿态稳定问题，以及现有稳定平台用于无人飞艇航测系统存在的困难，提出了基于轻小型低精度GNSS/IMU系统和PID算法的三轴稳定平台控制方法。该系统结合双GPS轻小型组合GNSS/IMU系统，采用分离相机和GNSS/IMU系统控制方式，采用PID控制方法，利用STM32控制芯片电路实现稳定平台的控制，解决无人飞艇航测系统相机姿态稳定问题。最后通过飞行试验验证了该系统的稳定性。试验结果表明，该方法能够满足相机系统的俯仰和翻滚角度及航偏角度控制的要求，能够有效隔离无人飞艇姿态的不稳定对成像系统的影响，对于提高无人飞艇航测系统成图精度有重要意义。     

一种基于单目视觉的无人机仿地飞行方法

仿地飞行对于无人机航测至关重要,能否相对地面保持稳定的航高直接关系到无人机在复杂地形区域的安全性和数据质量问题。本文提出一种基于单目视觉的无人机航高估计方法,通过光流法对无人机实时获取的视频进行跟踪和分析,提取运动信息以估算实时航高。试验结果表明,该方法能够快速、准确地估算无人机实时航高,在没有地表高程信息的情况下实现了自动仿地飞行。     

一种基于多目视觉的无人机实时定位方法

提出了一种基于多目视觉的实时无人机自动定位方法。该方法将多相机和多台计算机联合组建局域网,通过相机标定、图像同步采集、背景差分与前方交会等实现无人机自动检测与定位。为了验证该方法的有效性,开发了一套无人机检测和定位的软硬件系统,试验结果表明该方法是可行、有效的,定位精度满足要求。