双拼组合宽角相机低空航测实验研究

介绍无人机载双拼组合相机低空航测的实验过程,包括双拼组合相机组成结构、原理以及利用该系统进行大比例尺测图的生产流程,对此过程中出现的误差进行了重点分析,并提出消除误差的方法.理论和实践证明,无人机载双拼相机低空航测可以满足1∶1000测图精度标准,比装备普通单相机工作效率有明显提高.     

自稳定双拼相机低空无人飞艇航测系统

介绍了自稳定双拼相机低空无人飞艇航测系统的结构组成、性能特点、技术指标和应用领域,并详细介绍了系统的核心技术:自稳定双拼相机以及影像处理软件。实验证明:使用该系统进行低空摄影测量可达到1∶2000、1∶1000地形图测绘的精度要求,达到了工程化、实用化目标。     

无人飞艇低空航测系统在1:500大比例尺地形图航测中的应用

利用无人飞艇搭载组合宽角相机进行低空低速航空摄影,获取高分辨率、高清晰度、宽像幅、大航摄基高比影像,实现平面和高程测量精度的提高;采用地面标志布设像控标志点,提高坐标量测精度和空三加密精度;采用新的无人飞艇低空航测生产技术,实现满足国家规范要求的航测内业直接采集1∶500地形图平面和高程数据生产方式,解决了长期以来大比例尺航测成图内业高程测量精度达不到要求的难题,提高了航测生产效率,试验表明该技术具有较强的实用性和应用潜力。     

双频GPS辅助低空航摄大比例尺空三精度分析

针对双频GPS辅助低空摄影测量仍需大量野外控制点布测的问题,通过对飞控系统与相机集成改造,而后对双频GPS有无反馈信息以及不同控制点个数对大比例尺测图空三精度的影响分析,提出一种双频GPS辅助低空摄影测量最优化的解决方案,最大限度减少野外控制点布测数量,从而减少外业工作量。利用轻小型无人机航空遥感系统开展了福建省溪柄镇1∶2 000航空摄影测量试验,并重点分析了双频GPS在相机反馈前后对测区零加入或加入不同个控制点开展双频GPS辅助低空摄影测量对大比例尺测图空三精度的影响。试验表明,在相机反馈后双频GPS辅助大比例尺测图空三时加入6个地面控制点即可满足1∶2 000比例尺测图空三的要求。     

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。     

超低空无人机大幅面遥感成图传感器飞行试验获成功

2014年12月3日~9日,中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室龚建华研究员主持的超低空无人机大幅面遥感成图的传感器飞行试验在浙江省嘉善县成功完成。试验的主要目是验证实验室自主研制的四拼相机低空航摄系统在大比例尺测图(1:1000、1:2000)中的应用与精度分析,以及在同样航高的情况下,单相机测图精度、     

基于SoC的无人机航测视频信息叠加设计与实现

采用无人机航测平台标校光学助降系统光学下滑道指示角度时,需要确定无人机航拍穿越光学下滑道时刻航测相机镜头成像中心位置。首先需要获取无人机标校平台航测相机视频帧成像瞬时的精确时间,然后根据成像时刻GPS天线相位中心的坐标,结合无人机平台的姿态信息通过坐标转换得到拍照时刻航测相机镜头几何中心的坐标。本文设计并实现了一种基于SoC的无人机航测视频信息叠加方法,充分利用SoC内的嵌入式ARM核和媒体处理平台资源,ARM核心处理器的主要功能是完成与外设的通信及控制,专用的媒体处理平台完成音视频解码,采用SoC专用解码芯片的方案具有开发灵活和集成度高等优点。     

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。     

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。     

无人机LiDAR 场地勘测及BIM 规划设计研究与实践

基于无人机激光雷达航测获取地面几何模型和影像信息具有快速、高效和高精度 的特点,而且其数字化成果具备向建筑信息模型(BIM)平台迁移的优势,使用无人机激光雷达 设备开展了测图全流程实验,并分析了航测数据精度,探索了利用成果数据进行BIM 规划设计 应用的可行性及意义。研究成果验证了无人机LiDAR 测绘数据作为BIM 前期工程项目数据的 可行性,提升了BIM 设计的效率,拓展了工程全生命周期数据链形式。     

基于深度学习的无人机入侵检测方法

无人机滥用给低空范围带来巨大安全隐患,非法入侵无人机目标的检测问题成为低空防御系统中重要的研究方向.本文提出一种基于雷达、RGB相机等多传感器信息融合方法,用于探测低空范围内小目标物体.然后,引入SSD(Single Shot multibox Detector)深度学习算法,训练无人机目标检测模型,对RGB相机捕获到画面中物体类别与位置进行预测.通过搭建实验平台验证信息融合方法能够成功获得目标位置、速度以及外观形态等特征,深度学习模型能够成功判断可疑目标的类别.     

基于滚动速度障碍法的无人机山地航测避障路径规划研究

无人机在进行山地航测时,经常遭遇鸟类等动态障碍,若不能及时规避掉障碍,极容易发生坠机事故。为此,研究一种基于滚动速度障碍法的无人机山地航测避障路径规划方法。基于山地环境模型,结合飞行路径长度、路径平滑度建立一个综合目标函数并利用改进布谷鸟搜索算法求解,得到无人机山地航测的初始路径。对图像进行预处理后,识别无人机初始路径飞行过程中遇到的障碍物,并通过超声波测量无人机与障碍物之间的距离,以此建立速度障碍模型,实现速度障碍碰撞分析,通过滚动窗口的方式确定无人机与障碍物是否存在飞行冲突。基于滚动速度障碍避障方法实现滚动角度避障和速度避障,获取最终的优化路径,完成基于滚动速度障碍法的无人机山地航测避障路径规划。测试结果表明:航测避障路径长度为571.45m,平滑度为165.52,规划的方案更具合理性。     

低空航测三维优化选线技术应用研究

介绍了低空航测三维优化选线技术的理论基础和应用研究.结合低空航测技术的发展,分析其技术特点及应用前景；针对我院研发的三维优化选线系统,分析三维优化选线理论基础和意义；最后结合工程实践分析线路工程进行低空航测三维优化选线作业流程,论证该方法的先进性和实效性.     

无人机低空滑翔抗攻击突防控制律优化设计

为了提高无人机的低空滑翔抗攻击突防和控制能力,提出一种基于快速模型预测的无人机低空滑翔抗攻击突防控制技术。采用融合传感识别技术进行无人机的姿态和位置参数信息采集,分析无人机的低空滑翔控制的物理环境参数模型,构建无人机飞行轨迹地图模型,使用标准卡尔曼滤波器进行无人机低空滑翔抗攻击突防控制信息的融合处理,根据信息融合结果进行控制指令设计。采用动态基元轨迹跟踪方法,得到无人机低空突防控制的滑模面,在有限Morrey空间内采用串联弹性驱动控制方法求得在控制约束参量分布模型的最优解。根据无人机低空突防段的初始位姿参数进行快速模型预测和飞行轨迹跟踪,实现低空滑翔抗攻击突防控制。仿真结果表明,采用该方法进行无人机低空滑翔抗攻击突防控制的精度较高,无人机的姿态参数的自适应调节性能较好。     

无人测量技术在海岸带三维地形测量中的应用研究

该研究介绍了无人机与无人船的系统组成及其作业流程,分析了影响无人机航测成图精度的主要因素,并将其应用于古雷开发区海岸带的实际工程案例中。在该案例中,结合无人机航测技术与无人船测深技术,获取海岸带的三维地形图。结果表明,海岸带三维地形图符合《水运工程测量规范》中1∶1 000的精度要求,为同类的项目提供了借鉴。     

基于无人机载多载荷的输电线路巡检方法研究检测

无人机进行电力线路巡检的作业模式在南方电网已经开展了一些示范验证并获得一定的推广应用,目前的巡检方式多为无人机或有人机挂载激光雷达进行巡检。为提高线路巡检效率、提高隐患目标识别准确度,本文提出激光雷达和可见光相机一体化应用的方法来提高巡检自动化程度、提高巡检精细度、提高作业效率及可靠性。首先针对一次飞行同步采集巡检区域的激光点云数据和可见光影像数据,在对采集的数据分别进行相应的预处理;然后将点云数据和影像数据融合处理分析,实现输电线路隐患目标自动识别和精准定位。采用旋翼无人机实际巡检获取的输电线路激光点云数据和影像数据对该过程进行了验证,试验结果表明,基于无人机载多载荷的输电线路巡检具有较高的自动化程度和准确性,缺陷识别检测的水平距离误差为0.1467米,缺陷识别的垂直距离误差为 0.1025米,缺陷识别的净空距离误差为0.1575米,识别检测效果良好,对输电线路巡检具有重要的意义。     

搭载POS数据的无人机影像提高定位精度的方法

针对无人机航测依赖原始POS数据成像地理目标定位的精度较低问题,提出了一种建立误差模型纠正POS数据用于无人机成像的方法。鉴于原始POS数据存在系统误差,通过分析其误差来源,并根据奇、偶行带间影像外方位线元素误差具有相反性,建立POS数据纠正模型;利用误差改正数对原始机载POS数据进行纠正,并用改正后POS数据进行影像坐标定位精度对比。实验结果表明,纠正后的POS数据减小了系统误差,可以快速、有效地提高无人机影像地理坐标定位精度。     

低空无人机航空摄影高度自动测量方法研究

为控制低空无人机摄影高度,获得更加清晰的地理信息图像,需要对低空无人机摄影高度自动测量方法进行优化研究;当前方法主要利用射影几何知识的自动化标定方法实现低空无人机航空摄影高度的自动测量;该方法存在噪声影响严重,且测量误差较大的问题;为此,提出一种基于多传感器与卡尔曼滤波相结合的低空无人机航空摄影高度自动测量方法;该方法首先通过分析气压测量法计算各种气压因素对低空无人机航空摄影高度的影响,然后推导出大气对流层内气压随低空无人机航空摄影高度的变化;然后采用双GPS系统同时工作,对GPS、气压高度计和IMU测量获得的低空无人机航空摄影高度信号进行冗余备份;采用基于二阶多项式的修正方法对低空无人机航空摄影传感器输出值进行补偿和修正;根据动力学方程建立低空无人机航空摄影的动力学方程获得高度测量状态方程;最后采用卡尔曼滤波的线性最小方差估计准则对低空无人机航空摄影高度进行均方差估计计算,实现低空高度自动测量与校正。实验结果表明,所提方法具有精度高、收敛性好且滤波效果理想的优势。     

基于MBD的半导体设备模型验证平台及应用

为提高对准精度,晶圆在对准过程中,需要对设备在运动过程中产生的误差进行补偿处理。设计测校策略用于误差项的检测,但测校策略的有效性却难以在正式运用前得到验证。使用MATLAB对晶圆对准过程进行模拟仿真,可实现工件台带动晶圆移动,相机拍照等基础功能。在平台中注入不同误差项,模拟真实设备运动产生的误差,此验证平台可以运行测校策略,实现误差的检验,对比注入误差,得到测校策略的正确性。     

基于无人机的山地遥感观测平台及可靠性分析——以若尔盖试验为例

在山地复杂条件下开展无人机遥感观测面临众多挑战,分析无人机遥感观测平台的可靠性是影像拼接、成果应用、平台和飞行方案改进的重要基础。介绍了一种基于低空无人机的山地多源数据遥感观测平台,重点阐述了无人机系统的组成、性能参数和传感器参数。以《低空数字航空摄影规范》为参照,总结低空无人机遥感观测平台的可靠性分析方法。以2014年7月25日若尔盖高原无人机遥感观测试验获取的数据为例,定量分析该低空无人机遥感观测平台的可靠性。结果表明:该平台在山地复杂条件下具有较高的可靠性,航向平均重叠度为73.58%,旁向平均重叠度为55.07%,平均倾角为2.23°,航线内平均旋角为1.36°,航线间平均旋角为10.41°,平均航线偏移为5.42m,最大航线弯曲度为0.19%,最大航高差为5m,各项指标评价结果远优于《低空数字航空摄影规范》要求。相机成像面与平台飞行方向的夹角可能引起旁向旋角的增大;在逆风条件下,该小型无人机遥感观测平台的姿态更为稳定。