基于无人机倾斜摄影技术的多源遥感影像变化检测并行系统设计

为使无人机遥感图像的影像残差值得到有效控制,提升多源遥感影像变化特征的检测精度水平,设计基于无人机倾斜摄影技术的多源遥感影像变化检测并行系统。在C/S框架体系中,设置并行运作电路、像素点检测主机、HBase存储结构与遥感影像显示器,完成对多源遥感影像变化检测并行系统的硬件设计。根据联合平差指标的数值水平,计算密集度指标,联合已知影像数据,求解无人机倾斜摄影过程中的纹理映射条件,实现对多源遥感影像的建模处理。按照影像特征提取结果,完善影像检测金字塔的构型模式,将无人机数字影像与并行检测节点匹配起来,再结合各级硬件应用结构,完成基于无人机倾斜摄影技术的多源遥感影像变化检测并行系统设计。实验结果表明,设计的系统在无人机倾斜摄影技术的作用下,遥感图像在x轴、y轴、z轴方向上的影像残差指标均出现明显下降的数值变化状态,能够有效提升多源遥感影像变化特征的检测精度。     

无人机航测影像匹配方法研究

由于实景三维和数字孪生技术迅速发展,无人机倾斜摄影测量技术得到较为广泛的应用,可快速、精确地构建三维模型。在利用倾斜摄影测量技术建立三维模型的过程中,需要将航测到的影像产生关联,这个过程称为匹配。航测影像之间的匹配是至关重要的一步,匹配结果的优劣会直接影响三维模型的质量。但由于倾斜摄影测量的特点,任务载荷镜头在获取建筑物立面数据时会产生倾斜,导致航测影像的倾斜畸变较为严重,普通的匹配方法效果不佳,影响三维模型质量。基于上述情况,通过文献研究法、实验法等引入旋转不变子空间算法,基于图像频率域的相位特征进行匹配,可以实现具有较大畸变影像之间的匹配,能够克服航测影像之间难以配准的问题。采用3组无人机航测影像进行实验,结果表明了利用旋转不变子空间（RIFT）算法进行匹配具有较好的结果,对不同类的影像匹配具有一定的普适性。     

无人机单镜头倾斜摄影测量及三维建模技术方法研究

无人机倾斜摄影测量技术以其高效、高精度等优势得到了快速发展。本文以具体项目为例,研究了无人机倾斜摄影测量外业测量工作的仪器设备、作业流程及相关的施测方法,并对外业数据进行处理获得三维模型的过程及达到的精度进行分析。实验证明,利用无人机倾斜摄影测量及三维建模,可快速获得测区的三维数据模型及地形数据等。     

基于倾斜测量技术的区域无人机航空应急测绘系统设计

对灾区实际数据进行精准的获取、处理与传输是应急测绘中迫切需要解决的问题。为提高提高区域无人机航空应急测绘精度,利用倾斜摄影测量技术,从硬件和软件两个方面,设计区域无人机航空应急测绘系统。设计传感器、驱动器和航空控制器,保证无人机能够按照指定航线飞行,加设倾斜摄影元件,为倾斜摄影测量技术提供硬件支持,调整无人机航空发动机保证飞行动力,根据应急情况对硬件设备进行特殊处理。在测绘区域内,规划无人机的航行轨迹,利用倾斜摄影测量技术,获取区域影像数据。通过匀光匀色、畸变校正两个步骤,实现初始影像的预处理。计算区域主体的几何数据,通过制图与标注,得出系统的应急测绘结果。系统测试结果表明,设计系统的测绘范围更大,主体面积和位置的测绘误差分别降低约0.7km2和1.2km2,能够有效提高区域无人机航空应急测绘精度。     

无人机摄影测量点云道路自适应提取

在无人机摄影测量中, 针对传统的地面点云提取方法对图像点云数据中的道路提取适应性较差的问题, 本文提出了一种无人机摄影测量点云道路自适应提取方法. 首先, 根据点云的空间几何特征将点云划分为3个类别; 然后, 针对非道路的点云类别采取相应的方法进行剔除; 最后, 对经过自适应提取方法得到的点云数据进行滤波平滑和基于颜色的区域生长分割处理. 实验结果表明, 该方法提取的道路点云的I类误差为4.97%, II类误差为1.14%. 该方法能够有效地提取目标道路路面, 提高了无人机摄影测量工程应用中点云数据处理的效率.     

两种数据源耦合处理及三维建模研究

针对如何将无人机倾斜摄影技术测量和三维激光点云这两种不同数据可以有效的耦合在一起,解决二者在空间上的耦合这一问题开展研究,采用点云实体融合的方法实现无人机倾斜摄影影像和地面激光点云的融合.实现点云融合的关键,是要解决地面激光点云与无人机倾斜影像自动高精度配准、地面激光点云与无人机倾斜影像点云的去冗和融合问题.主要解决如...     

关于无人机倾斜摄影测量技术的三维建模与精度探讨

随着信息技术的不断进步,无人机倾斜摄影测量技术因为有着性价比高、呈现出来的画面更加的真实、适用范围广等特点被广泛的应用到城市三维建模中。基于此,本文首先介绍了无人机倾斜摄影测量技术的原理和特点,其次对无人机倾斜摄影测量三维建模关键技术进行了阐述,之后对影响无人机倾斜摄影测量三维建模精度的因素进行了分析,并提出了针对性的策略,主要的目的就是为了能够让无人机倾斜摄影测量技术更好的为城市三维模型的构建提供借鉴。     

单镜头无人机的实景三维建模研究

本文从倾斜摄影测量技术出发,对单镜头无人机的实景三维建模进行了探索,理清了使用单镜头无人机实景三维建模的技术路线,并使用大疆御2Pro配合Altizure航线规划,利用ContextCapture建模软件,实现了对某一微小区域的实景三维建模。与传统五镜头或两镜头倾斜摄影相比,单相机倾斜摄影方案成本更低,并且大幅度的提高了作业生产效率,在精度要求不是非常高的实景建模项目中具有较好的实际应用效果。对于探索单镜头无人机实景三维建模用于校园规划、城市建设、自然灾害监测、文物保护等领域也有一定的实际指导意义。     

复杂地形下无人机倾斜摄影技术的校园三维实景建模

针对无人机倾斜摄影技术在复杂地形条件下三维实景建模的可行性及其精度是否满足实际大比例尺测量要求的问题,本文以福州市马尾区阳光学院校园为例,采用大疆经纬系列无人机搭载云眼系列五镜头相机的方式完成测区倾斜影像数据的采集.采用实时动态(Real-Time Kinematic,RTK)连接千寻CORS账号的量测方式完成测区控制...     

利用影像匹配和摄影测量实现无人机精确导航

GPS技术已广泛应用于无人机的空间定位和导航,但在战时、困难地区的应用会受到限制.本文提出了一种利用影像匹配和摄影测量原理实现无人机精确定位和导航的方法,首先对无人机获取的实时影像和基准影像进行小波变换处理,以获得足够的初选同名点位,然后利用最小二乘影像匹配获取精确的同名点坐标,使用这些同名点,经摄影测量处理得到了精确的无人机空间位置.     

无人机遥感技术在河湖岸线监管中的应用

为提高河湖管理效率,针对无人机遥感技术观测范围广、获取空间信息速度快等优点,在分析无人机遥感技术工作原理基础上,根据河湖水域岸线监管不同需求,从目前无人机的多种监测方式入手,结合岸线监管应用,分析适用于河湖监管的 3 种监测方式。具体应用结果表明：1)低空摄影技术适合于小面积河湖岸线日常巡察,获取航拍照片。2)常规摄影测量技术是将外业获取的影像、POS、控制点数据,采用 PhotoScan 软件生成高分辨率正射影像和数字表面模型,结合 GIS 软件,快速生成一些专题图,适合于中小型涉水侵占行为监测。3)倾斜摄影测量技术适合于大型涉水建筑监测,对涉水建筑构建真三维模型,精准获取违建区域面积、侵占防洪库容等几何信息。无人机遥感技术用于河湖岸线监测,能够有效制止侵占岸线的行为,为河湖岸线安澜提供技术支撑。     

基于控制点配准算法的无人机遥感影像自动无缝拼接技术

传统无人机遥感影像自动无缝拼接技术无法精准匹配影像信息,导致无人机遥感影像拼接结果出现大量缝隙,拼接效果差。因此提出了基于控制点配准算法的无人机遥感影像自动无缝拼接技术。遵循无人机影像成像原理,获取无人机遥感影像,并将数据以图像格式文件形式存储。设置阈值,剔除最邻近域和次邻域比值大于阈值的控制点,对影像坐标平移和缩放数据标准化处理,彻底消除坐标变换对图像配准影响。构建相似变换矩阵,获取新的控制点集,使用直接线性变换算法预估变换矩阵,得到线性解。经过粗、细配准,确定不同图像重叠区域。搜索最佳拼接线,使用加权平均融合法消除拼接缝,由此设计拼接流程。由实验结果可知,该技术能够精准匹配影像信息,检测到影像最大分辨率为1000*800,具有良好拼接效果。     

基于AFKF的多旋翼无人机组合导航技术研究

目前旋翼无人机组合导航系统大都使用扩展卡尔曼滤波算法,然而由于导航系统建模误差和传感器测量精度的影响,导航信息解算误差较大。为了改善旋翼无人机的飞行控制效果,应用自适应渐消卡尔曼滤波（Adaptive fading Kalman filter,AFKF）进行旋翼无人机组合导航解算,算法通过实时计算遗忘因子,对过去的数据权重进行削减,以提高扩展卡尔曼滤波算法的自适应能力。应用旋翼无人机真实飞行数据进行仿真,仿真结果表明,自适应渐消卡尔曼滤波算法能够有效抑制建模误差,弥补传感器测量精度不足,改善旋翼无人机组合导航解算结果。     

垂直起降无人机基于图像的目标跟踪控制

针对安装有惯性测量单元和摄像机的低成本四旋翼无人机,研究无位置、速度、航向测量情况下的机动目标基于图像的跟踪控制方法.首先,结合无人机的动力学方程在图像空间中推导了系统的误差方程.其次,为克服无航向测量的问题,设计了一种位置控制器,使用图像矩作为反馈输入并输出油门和姿态指令.最后,针对缺少图像速度测量问题,设计了一种super-twisting滑模观测器和控制器,生成的期望姿态和拉力指令无颤振,并通过李雅普诺夫理论证明了控制系统的稳定性.最终无人机通过调整倾斜姿态实现了跟踪飞行,且避免了响应慢的航向调整.跟踪机动目标的仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

消费级多旋翼无人机1∶500大比例尺测图的应用

消费级多旋翼无人机技术不断成熟,使其用于摄影测量成为现实。利用消费级四旋翼无人机搭载普通相机,开展1∶500大比例尺测图任务,针对消费级无人机和非量测相机的影像采集特点,制定项目实施方案并开展数据生产,实验结果表明：利用消费级无人机进行大比例尺测图的方案可行,测图精度满足规范要求;利用采集影像生成的测区实景三维模型辅助内业成图,能够大幅减少外业调绘工作量。研究表明该方案提高了大比例尺测图的工作效率,减少了项目的总体成本,有很好的经济效益和应用前景。     

倾转式三旋翼无人机的自适应鲁棒容错控制

本文针对受到外界未知扰动和模型不确定性影响的倾转式三旋翼无人机,研究了其在尾部舵机发生堵塞故障时的容错控制问题.通过对倾转式三旋翼无人机姿态动力学特性的分析,将尾部舵机堵塞故障加入到力矩解算方程中.基于自适应反步法和非奇异终端滑模控制,提出了一种不需要故障诊断的鲁棒容错控制设计.利用基于Lyapunov的分析方法证明了闭环系统的稳定性,以及姿态误差的渐近收敛性质.通过在三旋翼无人机半实物仿真平台的实时实验以及与滑模控制器的对比,验证了该算法在无人机尾部舵机发生堵塞故障时,对姿态运动具有较好的控制效果.     

消费级多旋翼无人机1∶500大比例尺测图的应用

消费级多旋翼无人机技术不断成熟，使其用于摄影测量成为现实。利用消费级四旋翼无人机搭载普通相机，开展1∶500大比例尺测图任务，针对消费级无人机和非量测相机的影像采集特点，制定项目实施方案并开展数据生产，实验结果表明：利用消费级无人机进行大比例尺测图的方案可行，测图精度满足规范要求；利用采集影像生成的测区实景三维模型辅助内业成图，能够大幅减少外业调绘工作量。研究表明该方案提高了大比例尺测图的工作效率，减少了项目的总体成本，有很好的经济效益和应用前景。