一种利用改进A*算法的无人机航迹规划

提出了一种改进的A*算法解决大范围三维战场环境的无人机航迹规划问题。针对低空突防中无人机需满足生存率高、耗油量小等要求,算法综合考虑了航线高度、被探测概率、航线长度等权重因子,在该目标空间中搜索一条两个航路点之间的最优航线。同时为了满足UAV安全高度、升降率、转弯半径等性能约束,提出了一系列航线优化算法,得到最终的可飞航线。     

顾及复杂环境约束的无人机三维航迹快速规划

针对在地形、禁飞区、气象、危险物、通视约束等复杂环境下,无人机三维航迹规划存在效率差与精度低的问题,本文通过设计多层扩展A*算法,提出了一种顾及复杂环境约束的无人机三维航迹快速规划方法。该方法剖析典型复杂环境对无人机航迹的多种约束信息等,构建三维航迹规划环境模型;通过结合无人机自身性能约束,设计多层扩展A*算法进行三维分层扩展,搜索获取无人机最优参考航迹;采用线简化和线平滑的方式对参考航迹进行简化与优化;最后选择典型案例区域开展试验分析,证明本文方法能够快速准确地规划出复杂环境下的最优可行航线。     

低空摄影测量无人机航迹规划的设计与实现

近年来,低空摄影测量无人机技术得到了快速的发展与应用。利用无人机进行低空摄影测量时,获取成果快、生产周期短、运作成本低并且可操作性强。同时,无人机作业受天气影响较小、在摄影时无遮挡现象、适用于小范围区域的摄影测量需要。本文针对试验区域,设计了两种航迹规划方法,并通过使用低空摄影测量无人机进行飞行验证,比较了两种航迹规划方法的优劣,为今后无人机完成摄影测量任务提供了航路规划方法和理论基础。     

基于遥感任务的凹多边形区域无人机航迹规划算法

针对遥感观测的需求与特点,提出一种基于遥感任务的凹多边形区域无人机 (UAV) 航迹规划算法,旨在保证UAV不相撞与区域全覆盖的前提下,总耗时更短. 根据遥感影像获取的特点,采用统一主飞行方向,定点拍摄进行UAV航迹规划. 通过航线分割点求取、多边形划分、UAV分配、碎片多边形合并与UAV再分配以及航点信息求取五个步骤,得到在选定主飞行方向的情况下UAV航迹的优化. 通过选取凹多边形及其凸包的边所在的方向分别为主方向,得到全局最优解. 实验结果表明:该算法能合理分配UAV并进行航迹规划,比传统方法更为高效、适用性更强.      

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。     

三维激光扫描的龙柱倾斜观测方法

针对城市高耸建筑物倾斜观测作业时间长、信息量少的问题,将三维激光扫描技术应用到城市高耸建筑物变形监测领域,探讨对无观测标志、不可或不便攀登的城市高耸建筑物进行倾斜观测的施测方法。以龙柱为例,制定了可行的测量方案,并采用高斯曲面拟合算法对其表面进行拟合,精确计算出龙柱的倾斜量,且与全站仪倾斜观测结果进行对比。结果表明,该方法可以快速、全面的获取观测对象的整体信息,且能够满足高耸建筑物倾斜观测的精度要求。     

多旋翼单镜头无人机不同航线规划的三维建模方法评述

选用多旋翼单镜头无人机作为航摄设备,对同一建筑物规划交叉航线、全航线及5架次模拟航线,构建该建筑物的实景三维模型,并从模型完整性和地面控制点点位精度两个方面对3种不同航线三维建模方法进行评述。结果表明:①交叉航线建模方法控制点点位精度高,但模型完整性差;②全航线建模方法控制点点位精度高,模型完整性较高;③5架次模拟航线建模方法控制点点位精度略低,模型完整性最好。     

基于线性矩阵不等式的智能飞行器航迹规划方法

智能飞行器在军用和民用领域发挥着越来越重要的作用. 在飞行过程中经常会出现累积的定位误差并且飞行到达应用场景时有定位精度要求,故需要对飞行轨迹进行适当的位置校正. 为此,提出了一种在复杂条件下的智能飞行器航迹规划方法,利用基于线性矩阵不等式(LMI)的优化方法实现最少校正次数和最短飞行距离的双重目标. 根据可用校正点数量以及它们对飞行器位置的不同影响,首先生成一个0~1三角变量矩阵来表示从点A开始的飞行航迹,以面向目标的方式不重复的遍历一系列校正点,并最终到达目标点;然后对航迹相关矩阵的变量项施加强制性的约束条件,将所有的约束作为一个整体转换和施加到之前定义的变量矩阵中,最后利用基于LMI的优化方法实现双重优化. 通过仿真结果验证了所提出的航迹规划方法在计算资源和优化结果方面比线性规划等其他优化方法更优越.      

改进蚁群算法的无人机三维环境路径规划

针对传统蚁群算法在进行无人机三维环境路径规划时存在规划速度慢、容易陷入局部最优等问题,本文提出了用引导函数改变状态转移规则、初始信息素先验分配、时变信息素更新方式3个改进策略,充分挖掘路径规划先验信息。通过增加引导函数进行路径增强,增大最优路径的选择概率;同时根据与先验路径的距离赋予信息素不同的初始浓度,使算法在搜索初期具有明确的方向性,基于优胜劣汰的思想进行信息素更新,并将信息素挥发因子设定为服从Laplace分布的波动因子,避免搜索过程陷入局部最优,最大化提升路径搜索效率,实现三维环境下的无人机路径规划。仿真试验结果表明,改进后的蚁群算法在规划最优路径长度和最优路径搜索效率上明显优于传统蚁群算法。     

基于三维激光扫描的建筑物变形监测方法

首先介绍了运用激光点云技术进行变形监测的步骤;再利用NURBS法构建三维模型进行整体变形分析,同时利用重心法提取特征点坐标进行局部变形分析,突破了传统以点代面的分析方式;然后通过误差分析,论证了该方法可行性;最后与传统监测方法进行了比较。     

面向三维重建的无人机航拍路径规划技术研究综述北大核心CSCD

在对城市大场景的三维重建中,使用无人机在低空采集图像成为主流方案,通过优化无人机的航拍路径,能有效提高场景三维重建的精度和效率。为此,近年来致力于发展新的无人机航拍路径规划技术和方法,包括视点规划和飞行路径规划,取得了显著成果。本文通过概述无人机航拍路径规划的基本流程,详述基于二维模型、三维模型和未知环境下的航拍路径规划技术,对比不同路径规划方法的优缺点,探讨无人机航拍路径规划的发展趋势,为开展无人机航拍控制、大场景三维重建研究提供重要参考。     

3D Zernike矩在三维地形匹配中应用

本文介绍了三维地形匹配工作原理,提出3DZernike矩在三维地形匹配中应用算法。该方法利用三维地形曲面与其3DZernike矩具有一一对应关系,计算实时恢复得到的三维地形与基准图中参考三维地形的3DZernike矩,比较这两个3DZernike矩之间欧式距离,并以欧式距离最小为最佳匹配原则实现三维地形的精确匹配。该方法充分利用3DZernike矩的性质,将三维地形匹配转换成3DZernike矩匹配。该算法对匹配地形无特殊要求,抗噪声能力强,能实现三维地形的精确匹配。     

面向城市复杂区域的无人机倾斜摄影航线规划方法

本文针对城市复杂区域倾斜摄影建筑物遮挡问题,提出了一种无人机航线规划方法.该方法首先基于前期测区踏勘成果确定航线的高度范围,选择合适的高度并进行合理性验证;然后通过建筑最密集区域确定航线方向并计算重叠度;最终根据侧视影像临界点设计该区域的航线路径.本文以大型企业园区为例进行实景三维建模试验.结果表明,基于该方法建立的三...     

基于Java 3D的地形可视化及关键技术研究

3维地形可视化是科学计算可视化、计算机动画和3维地理信息系统的核心。Java 3D是Java语言的标准扩展,是跨平台的3维可视化编程接口。本文讨论了基于Java 3D技术实现地形的3维可视化及旨在提高渲染速度和提高绘图效率的几种关键技术。     

基于无人机影像的三维模型构建技术

介绍基于无人机影像数据获取城市DEM和DOM的技术方法,总结该过程外业数据采集和内业数据处理中相关经验与方法.在VirtuoZoNT3.75和Dibud平台支持下,快速获取地表真实纹理的三维建筑物模型,基于Skyline平台集成DEM、DOM与地表建筑物模型,实现城市三维模型的快速构建.并对无人机DEM与参考DEM进行误差分析.     

三维仿真虚拟现实技术在城市规划中的应用

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机技术,利用此项技术,可以为城市规划与设计提供较好的感性认识。本文介绍了虚拟现实技术及其在城市规划设计中的作用,并探讨了城市真三维建模与可视化管理。     

三维GIS技术在断面测量中的应用

本文针对常规基于二维矢量数据和高分辨率影像的断面采集方式在直观性、数据源等方面的不足,引入三维GIS技术,利用相关基础地理数据构建三维地理环境,设计了一套三维地理环境下的断面数据采集技术流程,并在此基础上研制了一个软件平台.实际工程应用显示,该平台不仅可以满足铁路勘测设计应用,还具有可视化、批量化断面采集和检查能力,能够提高断面采集工作效率,减轻内业工作强度.