基于三維地表模型的無人機航線自動規(guī)劃方法.pdf

1、應(yīng)急測繪服務(wù)是在應(yīng)對突發(fā)事件的應(yīng)急準備與處置、災(zāi)害評估、災(zāi)后重建中的地理信息服務(wù)和測繪保障的核心與基礎(chǔ)。應(yīng)急測繪任務(wù)以“應(yīng)急”、“高效”為重要特征，給測繪工作提出了極高的要求。無人機航攝作為現(xiàn)代遙感測繪技術(shù)的重要手段，以其機動靈活、可快速部署的優(yōu)勢應(yīng)急測繪工作中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，已有應(yīng)急測繪工作中無人機航攝技術(shù)存在應(yīng)急航攝任務(wù)盲目，航線規(guī)劃粗放，缺乏科學(xué)統(tǒng)籌和合理規(guī)劃等不足。針對應(yīng)急測繪工作中任務(wù)緊迫，資源繁多，環(huán)境復(fù)雜等特

2、點，如何確保有限時間內(nèi)完成無人機測繪資源調(diào)度和航攝任務(wù)規(guī)劃是保障應(yīng)急測繪任務(wù)高效可靠執(zhí)行的關(guān)鍵。其中，規(guī)范化的任務(wù)需求和標準化的任務(wù)描述是應(yīng)急航攝資源自動選取的基礎(chǔ);快速準確的無人機起降場選址是航攝任務(wù)快速部署的核心步驟，精準化的航帶設(shè)計是確保航攝數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要保障。
　　本文在深入分析應(yīng)急測航攝任務(wù)特點與工作流程的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了統(tǒng)一描述的無人機航攝任務(wù)模板，研究了航攝任務(wù)與資源快速匹配模型，設(shè)計了顧及復(fù)雜地空環(huán)境的無人機起降場選

3、址算法，優(yōu)化了基于三維地表模型航帶設(shè)計方法。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)歸納總結(jié)無人機航空攝影測量的基本流程，包括:任務(wù)解析、無人機資源匹配、無人機起降場選址、空域申請、無人機野外航攝、航攝數(shù)據(jù)處理等;
　　(2)針對應(yīng)急測繪工作中的任務(wù)特點，研究應(yīng)急測繪任務(wù)的統(tǒng)一描述方法，構(gòu)建無人機和相機參數(shù)模型，設(shè)計航空攝影資源自動匹配算法，實現(xiàn)航空攝影資源的智能匹配研究;
　　(3)分析影響無人機飛行的威脅地物建立威脅高度場模

4、型，研究融合數(shù)字高程模型構(gòu)建三維高度場模型方法，設(shè)計無人機起降場選取算法，實現(xiàn)了無人機起降場的自動選取;
　　(4)基于三維地表模型對不規(guī)則多邊形區(qū)域進行航攝區(qū)域劃分，選取最佳航攝方向，設(shè)計顧及DEM的多邊形自適應(yīng)航帶設(shè)計方法實現(xiàn)無人機航線的精準敷設(shè)。
　　基于以上成果本文研發(fā)了無人機航線規(guī)劃與模擬軟件系統(tǒng)，并以四川省某山區(qū)為實驗對象，進行系統(tǒng)科學(xué)性測試。實驗表明:任務(wù)約束的資源匹配調(diào)度方法科學(xué)合理，能夠根據(jù)航攝任務(wù)的需求和