基于多旋翼无人机的小型海洋磁力数据采集系统设计与实现

海洋磁力测量是一种海洋地球物理调查方法,对于资源勘探、科学考察等都具有非常重要的意义。将便携式的小型旋翼无人机应用于海上进行磁力探测是一种全新的海洋磁力测量手段,本文基于这种全新磁力测量方式的实现需要,设计了一套便携、高精度的航磁数据采集系统。该系统以STM32F407单片机为控制核心,结合FPGA和等精度测频原理,实现了旋翼无人机在航磁任务中的磁力数据、定位数据及姿态数据的实时采集和存储。此外,在航磁任务开始前,可通过Wi Fi实现机载系统自检功能,确保仪器处于正常工作状态,保证任务的执行质量。航磁任务中每3 min进行一次数据保存,任务结束后通过按键再次保存数据,以保证数据的完整性。通过实验室测试和野外实际飞行试验,验证了该采集系统的实用性,同时验证了该系统能够满足野外航磁探测任务的需要。     

特殊区域旋翼无人机航磁测量研究

为解决地面人员难以到达的特殊区域大比例尺磁测数据获取问题,本文提出一种基于三轴磁通门传感器,采用旋翼无人机进行航空磁测的方法.项目组研制适合旋翼无人机搭载的航磁数据记录仪,并完成旋翼无人机、三轴磁通门传感器、航磁数据记录仪的集成工作,开展了三轴磁通门传感器安装点位噪声水平试验、地面空中对比试验、磁性体识别试验、动态飞行一致性试验、区域飞行试验.旋翼无人机航磁系统具有操作简单、设备轻便、效率高的特点,能在地面人员难以达到的区域开展低空航磁测量.中国四川省黑竹沟地区是地磁异常区域,项目组在该区域内的沟壑、峡谷、湖泊等实地开展了野外应用测试,完成了这些特殊区域的航磁调查工作.     

基于非线性分离的可倾转四旋翼LQR飞行控制研究

本文研究了一种能够独立控制位置和姿态的可倾转四旋翼飞行器,在建立了系统动力学模型的基础上,针对可倾转四旋翼飞行器系统存在的强输入非线性问题,采用了非线性分离策略,构造中间控制量,将该强非线性系统分离为线性动态环节和非线性静态环节,并仅针对线性动态环节设计了计算量小、易于硬件实现的线性二次型调节器（LQR）,然后再通过反解输入非线性环节将中间控制量分配到实际的控制量——旋翼倾转角和电机转速.仿真实验结果表明,基于非线性分离策略设计的LQR飞行控制器能够实现对可倾转四旋翼稳定控制,很好地独立追踪位置和姿态期望.     

测绘型多旋翼无人机系统常见问题及维护优化方法

测绘型多旋翼无人机系统总体稳定可靠,具有飞行准备时间短、形成作业实力快、需要作业人员少、易于维护保养、成果多样等优点。在测绘型多旋翼无人机的实飞过程中,会遇到一些常见的问题和故障,本文针对这些问题提出合适的维修维护和优化方法,以便多旋翼无人机能够更好地完成航摄飞行作业。     

旋翼无人机航测在矿山测量中的应用

随着旋翼无人机技术的发展,低空航摄技术逐步普及,把无人机航测技术应用于矿山测量中,突破了传统矿山测绘对通视性和可达性的要求,极大提高了矿山测绘的效率,降低了成本.加上三维激光扫描的小型化、中程化,搭载三维激光扫描仪的旋翼无人机用于矿山测绘大大提高了测绘的精度.若将该技术扩展到其它测绘领域,将给测绘带来一项作业的革命.     

旋翼无人机单目视觉障碍物径向光流检测法

针对旋翼无人机在室外复杂环境下传统金字塔LK光流法检测障碍物准确性不高,适应性差的问题,提出了一种基于径向光流的单目视觉自主实时障碍物检测方法。该方法通过融合金字塔LK光流与切向光流求解径向光流,并基于径向光流设计了一种新的障碍物判定策略检测障碍物。试验表明,与传统金字塔LK光流法相比,在不增加算法复杂度的情况下,该方法具有更高的准确性和更强的适应性,可满足工程实践中无人机自主避障要求。     

基于无控倾斜摄影的实景三维建模生产研究

随着倾斜摄影测量技术的发展,利用多旋翼无人机搭载倾斜航摄系统获取地面建筑物影像,进而使用PhotoScan、街景工厂等处理软件,将地面全要素制作成三维模型,这种技术逐渐替代了传统手工三维建模,成为快速构建城市三维模型的新选择。本文针对多旋翼无人机获取的倾斜影像存在旋偏角较大的特点,基于无控数据的空三重建方面进行了研究,制作出符合规范的空三数据,选取最适合旋翼无人机倾斜影像的生产方法,形成基于无控倾斜摄影数据的实景三维生产解决方案。     

四旋翼无人机影像获取及DOM生产研究

利用四旋翼无人机系统对试验区进行了低空航拍,快速获取了试验区内满足航测处理的影像数据,并对其航飞质量及影像质量进行了客观评价;同时利用四旋翼无人机系统自带的GPS、方向及高度传感器装置及试验区内的历史资料,进行了基于POS及历史资料2种方式的空中三角测量,研究了利用四旋翼无人飞控系统获取正射影像的可行性,并对其DOM成果精度进行了评价。     

旋翼无人机倾斜摄影测量技术在三维实景建模中的应用

使用倾斜摄影测量技术构建三维实景模型是近年来测绘领域的研究热点之一,与传统的垂直摄影测量技术相比,在三维实景建模中具有建模效率高、自动化程度高和模型逼真的优势,尤其是在“数字城市”“智慧城市”建设中具有举足轻重的地位。本文以某区域三维实景建模项目为研究对象,使用旋翼无人机搭载南方测绘倾斜数字航空摄影相机采集研究区倾斜影像数据,进行三维实景建模,最终获得平面X精度为4.03 cm、Y精度为3.86 cm、高程Z精度为3.91 cm的三维实景模型,建模精度完全满足项目建设需求。     

多旋翼无人机倾斜摄影技术助力土地储备潜力精准分析

为加强土地储备统筹管理与精准调控力度，提高土地储备潜力区选取、研判以及精准分析效率。本文在论述多旋翼无人机应用于土地储备精准分析优势的基础上，提出了基于多旋翼无人机技术的土地储备精准分析方案。以济南市为例，综合性、创新性的利用测绘地理信息新技术，从土地储备潜力区识别、实景三维模型构建、建筑房屋信息采集、储备成本收益经济分析以及档案资料管理等方面，完成了土地储备潜力精准分析工作。为济南市土地储备管理机构形成“大组团”“大片区”的收储模式，统筹规划全市土地储备工作提供了重要技术支持，同时也为无人机航测技术在土地储备中的广泛应用奠定了基础。