倾斜摄影测量构建地质数字露头

随着地质研究目标趋向于精细化和复杂化,传统的地质考察手段难以获取地质露头精细化的表征参数。多旋翼无人机和单反相机具有良好的机动性和适应性,可以提供多视角的地质露头影像,倾斜摄影测量技术构建的实景三维模型可以提供精确的三维坐标。利用多旋翼无人机和单反相机采集新疆一间房、断溶体两处地质露头影像,通过倾斜摄影测量技术对两种手段采集的多视角影像进行一体化处理,构建三维数字露头辅助地质考察工作。实践表明:(1)无人机搭载相机适用于大范围的可飞区,单反相机适用于岩溶缝洞、狭窄地带等无人机不易操控区域进行影像采集工作;(2)可以根据不同需要、不同地形选择合适设备灵活采集影像,构建的三维数字露头生动形象,最高分辨率可达毫米级,能够还原野外真实场景,实现地质现象解译的精细化和定量化。

基于多旋翼无人机航测的工程结构三维建模质量影响因素研究

多旋翼无人机在高铁建设领域的应用前景广泛,但目前无人机航测三维建模时建模质量的控制参数敏感性尚不明确,该问题对于响应高铁工程建设领域的高精度要求尤为重要。基于此问题,针对无人机航测过程中航高、重合度、环境光照3个主要控制因素,探究影响工程结构三维建模质量的图像数据获取的主要参数问题。通过对一例挡墙式边坡结构的三维建模进行系列正交试验,结果表明多旋翼无人机进行工程结构三维建模过程中,模型质量对无人机影像采集时环境光照条件、飞行高度的影响敏感,而对高重合度不敏感。

基于双目视觉的六旋翼无人机立体匹配算法

针对六旋翼无人机双目视觉成像时,经双目融合后反馈的图像噪点过多,以及图像精度不够理想的问题,提出了一种在匹配过程中融入全局差错能量最小化的区域立体视觉匹配算法。由于视差的求解是立体匹配过程中最重要的环节,因此本文利用最小化差错能量矩阵求解最优视差的原理。通过提高立体视觉的视差精度,从而减少视觉融合过程中因数据问题产生的噪声干扰,最终提高了对场景信息三维重构的准确度。通过分别在室内外的仿真实验与真实环境重构实验,验证了本文提出的基于双目视觉的六旋翼无人机立体匹配算法的有效性与可靠性。

多旋翼无人机免像控点空三精度分析

通过三种试验方案对多旋翼无人机免像控点空中三角测量进行充分的精度分析,并提出实用的经验参考值。试验证明该方案的测图和三维建模精度均达到1∶500地形图规范要求,在较大面积多架次整体平差方面也存在适用性。该方法去除了外业地面像控点测量工序,大幅减少了外业像控点测量的时间和成本开支,危险困难地区可有效规避安全风险并实现高精度测图,同时在大规模智慧城市倾斜摄影三维建模工程应用中具有广阔的应用前景。

多轴旋翼无人机航摄在三峡库区群发地质灾害应急调查监测中的应用探析

三峡库区是我国自然灾害多发、频发的地区,轻型固定翼无人机由于航线敷设、起飞降落净空、飞行控制等具有特殊的要求,影响了无人机数据获取的时效性的发挥。本文将通过三峡库区群发地质灾害抢险救灾实例,总结出多轴旋翼无人机航摄在群发地质灾害中的应用经验和方法,进一步推动多轴旋翼无人机航摄在我国群发地质灾害应急调查监测中的应用。

倾转三旋翼无人机倾转过程转动惯量建模

倾转三旋翼无人机在倾转过程中,机体沿各方向轴转动惯量会随着发动机短舱角不断改变而发生变化。为了实现倾转三旋翼无人机倾转过渡模式下的精确控制,需要对其倾转过程中的转动惯量变化进行数学建模研究。通过研究倾转三旋翼无人机倾转过程中重心位置变化,运用扭摆法基本原理和实验等方法,对其不同短舱角条件下飞行器转动惯量展开分析,得到了倾转三旋翼飞行器转动惯量与短舱角的关系,为倾转三旋翼飞行器倾转过程建模奠定了理论基础。

无人机倾斜摄影建模技术对比研究

为了比较多旋翼和固定翼无人机在倾斜摄影建模技术中的优越性,文中以城区作为研究对象,在Smart3D的Context Capture软件平台进行建模,对比分析多旋翼和固定翼无人机在倾斜建模中的特点,得出固定翼无人机数据采集耗时短,倾斜模型色调一致,建模分辨率和平整度效果较好,主要适用于大面积倾斜摄影数据采集;多旋翼无人机航拍过程耗时长,倾斜模型色调饱和整体有差异,建模过程中修模工作较多,更适合于小面积高精度倾斜摄影数据采集。同时多旋翼无人机可用于对固定翼无人机漏飞区域进行补飞。

三栖四旋翼模型与PID控制设计研究

本文在三栖四旋翼机体结构和飞行原理的基础上,利用牛顿-欧拉法对无人机进行动力学受力分析,建立相应数学模型,通过四旋翼无人机的数学模型分析,设计了比例-积分-微分(PID)控制器,利用MATLAB进行仿真验证。

基于浸入-不变集的三旋翼无人机高度系统自适应控制器设计

针对三旋翼无人机的研究集中于数学模型分析、简单的控制算法设计等起步阶段,且高度系统空气阻尼系数未知的情况,研究了三旋翼无人机高度系统的控制问题;基于浸入-不变集方法设计了一种控制三旋翼无人机跟踪目标高度的自适应控制器,根据三旋翼无人机飞行运动特点,推导了三旋翼无人机运动数学模型,完成了控制器参数设计和气动参数选择,采用Lyapunov分析方法对所设计控制器的渐近稳定性进行了理论证明,并对未知空气阻尼系数进行了在线估计,最终在三旋翼无人机实验平台上在环仿真实验验证;实验结果表明,高度跟踪误差在0~6s,可较好地趋于收敛,控制阻尼系数估计值也较好地收敛于合理的范围,表明该算法稳态误差小,收敛速度快,具有较好的控制性能和较强的实用性。