基于无人机载LiDAR的采煤沉陷监测技术方法——以宁东煤矿基地马连台煤矿为例

探索采煤地表沉陷的高新监测技术方法是推动采煤沉陷监测的重要工作,无人机载LiDAR采煤塌陷监测技术是无人机与LiDAR构建的一种新型低空三维空间测量技术。以宁东煤炭基地马莲台煤矿采煤沉陷区为例,采用无人机机载LiDAR监测技术获取了2017年4月及8月2期三维点云数据,通过数据三维建模和沉降信息提取,得到了地面沉陷情况的三维立体图,监测出了3处地面沉降区,并利用实测水准点和已有GPS自动监测站数据,对该技术监测地面沉降的精度进行评估。研究结果表明,无人机机载LiDAR监测技术方法可满足采煤塌陷的立体监测需求,具有机动灵活、成本低、效率高、精度高等特点,未来可在类似地区推广应用。     

浅谈多旋翼无人机用于无人机违规飞行捕捉

介绍了国内外无人机违规飞行带来的弊端,提出一种多旋翼无人机用于违规无人机的捕捉,并从机身、控制系统、捕捉装置、控制基站4个方面展开讨论,总结了捕捉型无人机的实际意义和应用前景。     

sUAS在露天矿山地质环境保护与恢复治理中的应用

根据sUAS在某建筑石料用灰岩矿区的实际低空摄影测量作业情况,论述了无人机在露天矿山地质环境保护与恢复治理工程测绘中的应用.从野外作业的高效性和安全性、测绘成果内容的丰富性和直观性、矿山恢复治理设计的便捷性等方面进行了详细介绍,分析了利用无人机低空摄影测量技术进行矿山恢复治理工程测绘的优势,并通过具体案例验证了该方法的可行性和便捷性.     

复合翼无人机在房地一体测绘中的应用试验

近年来,随着测绘技术不断发展以及房地一体确权发证工作推动,倾斜摄影测量技术在很多地方的房地一体测绘工作中得到应用.本文以韶关市浈江区产业园附近的钟屋村、谭屋村为试验区,采用复合翼无人机进行倾斜摄影,通过布设像控点、POS差分解算、采用专业五镜头倾斜相机飞交叉航线等手段提高模型精度,并基于三维模型采集了房屋要素.经检核,房屋界点误差满足广东省农村宅基地和集体土地确权发证工作规范精度要求,试验取得成功,可为同类项目提供有益参考.     

多旋翼无人机群自主探测大气边界层气象要素的模式分析

深入研究大气边界层气象现象的发生、发展、消散机制,需要获取三维同步气象要素数据,而现有探测技术与手段难以提供.因此,提出利用多旋翼无人机群进行自主探测大气边界层气象要素的探测模式,并就探测模式的背景与意义、特点与优势、流程与可行性,以及需要进一步研究的相关科学问题进行了分析,认为多旋翼无人机群自主探测大气边界层气象要素的探测模式针对性、灵活性、机动性、可操作性强,并具有自主动态同步探测、自主智能追踪探测等功能.     

旋翼无人机测算风速风向技术研究

目前大部分民用无人机没有准确测量风速、风向和预警风场的功能，然而森林火灾扑救等多种场景需要无人机可以提供准确的风速。本文提出了一种基于旋翼无人机坐标数据测算风速风向的技术，通过无人机主机RTK坐标信息及方位角、倾角数据精准获取螺旋桨点相对坐标信息，选择不同负载条件下无人机以1~16 m/s的不同速度分别飞行30 s以上，根据螺旋桨坐标信息变化数值，结合风洞测试数据及风场动力学原理，研究风速与旋翼无人机倾角关系，并通过风洞试验检验该方法精度；并可根据无人机RTK推算出的螺旋桨坐标变化信息判断风向。结果表明，无人机风速与旋翼无人机倾角呈正相关关系；无人机负载加重时，对应受风速干扰的倾角会相对减小；无人机飞行受阵风干扰出现噪点的概率，高海拔区域大于低海拔区域；并建立六旋翼无人机飞行倾角的风速估算模型y=－1.043 5+1.150 1x，该模型测算风速的中误差值为0.966，绝对值小于1，满足应急指挥现场对无人机测量风速精度要求。该方法得到风速测算精度高，可以为旋翼无人机实时获取风速风向提供一种可行方法，具有一定的实用价值。     

基于旋翼无人机的大气边界层环境气象垂直观测及订正方法的研究

基于旋翼无人机开展大气边界层观测可为气象要素和大气污染物垂直结构的研究提供具有高时空解析能力的新方法,有助于深入理解低层大气物理化学变化机制。本文详述了旋翼无人机在开展大气边界层环境气象垂直观测实验的应用及优势。基于自主研发的旋翼无人机环境气象观测平台,通过开展传感器在无人机上不同的搭载位置,以及旋翼无人机与探空气球、高塔的对比观测实验,明确了旋翼无人机对气象环境观测的影响及合理的搭载方式。研究进一步在湖北重污染天气条件下开展了0—1000 m的大气边界层垂直观测,并研发了基于旋翼无人机姿态数据的大气边界层气象要素及污染物垂直观测的订正方法。结果表明:实验获取了2—10 m垂直分辨率的高质量大气廓线数据,可精细捕捉大气边界层及其逆温层高度和污染物浓度等要素的垂直变化特征。本文旨在为无人机观测的科研应用提供一种技术可行且数据可靠的观测手段。     

多旋翼微型无人机气象探测适用性分析

本文通过多种试验对多旋翼无人机搭载微型气象探测设备进行低空温湿度探测和数据传输进行了适用性分析。结果表明,采用433 MHz无线透传的数据通讯方式数据传输稳定性较好,选用的微型气象探测设备温湿度传感器通过了实验室计量检定,与百叶箱温湿度的对比观测中二者一致性较好;无人机在单纯悬停过程中,温湿度观测与对比观测设备误差较小,相关性较好;在低空连续飞行过程中,温湿度观测结果与探空仪观测结果具有较好的一致性(温度平均绝对误差0.84℃,相对湿度平均绝对误差4%),但存在温湿度小脉动变化无法捕捉的情况,可能与设备温湿度响应时间、通风防辐射罩结果、飞行速度等有关。     

无人机自主着陆图像识别压缩技术研究

近些年来,随着遥感测绘需求日益增加,测绘型旋翼无人机的使用变得愈加频繁。测绘型旋翼无人机以其独特的气动性能及应用特点,使得其与固定翼无人机可以共同应用于航片拍摄。目前,由于地形及地域等多重因素的影响,测绘型旋翼无人机在执行任务期间经常遇到气流扰动、遥控信号干扰、GPS辅助信号中断等意外情况,需要应用其自主模式进行辅助着陆。而要实现自主着陆首先需要解决的是无人机对地面着陆地标的识别处理等一系列问题,本文就相关的图像识别压缩技术进行设计研究。     

基于UTM-30LX的旋翼无人机定位检测系统设计

为了确定旋翼无人机的位置信息,设计了一种采用激光雷达UTM-30LX来获取无人机定位信息的检测系统。该系统采用了激光雷达作为机载传感器获取无人机的周围环境数据,并使用了树莓派2代B型开发板来处理相关数据和控制检测系统。系统软件设计方面,采用C语言和MATLAB语言进行数据预处理、坐标投影变换、位移估计和定位。此外,阐述了定位信息检测的原理、检测系统的硬件电路设计方案和系统软件设计方案等。最后的实验数据表明,设计方案能够满足获取无人机位置信息的需求。