基于三維地表模型的無人機航線自動規(guī)劃方法.pdf

1、應急測繪服務是在應對突發(fā)事件的應急準備與處置、災害評估、災后重建中的地理信息服務和測繪保障的核心與基礎。應急測繪任務以“應急”、“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)勢應急測繪工作中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，已有應急測繪工作中無人機航攝技術(shù)存在應急航攝任務盲目，航線規(guī)劃粗放，缺乏科學統(tǒng)籌和合理規(guī)劃等不足。針對應急測繪工作中任務緊迫，資源繁多，環(huán)境復雜等特

2、點，如何確保有限時間內(nèi)完成無人機測繪資源調(diào)度和航攝任務規(guī)劃是保障應急測繪任務高效可靠執(zhí)行的關鍵。其中，規(guī)范化的任務需求和標準化的任務描述是應急航攝資源自動選取的基礎;快速準確的無人機起降場選址是航攝任務快速部署的核心步驟，精準化的航帶設計是確保航攝數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要保障。
　　本文在深入分析應急測航攝任務特點與工作流程的基礎上，構(gòu)建了統(tǒng)一描述的無人機航攝任務模板，研究了航攝任務與資源快速匹配模型，設計了顧及復雜地空環(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)針對應急測繪工作中的任務特點，研究應急測繪任務的統(tǒng)一描述方法，構(gòu)建無人機和相機參數(shù)模型，設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，設計顧及DEM的多邊形自適應航帶設計方法實現(xiàn)無人機航線的精準敷設。
　　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)科學性測試。實驗表明:任務約束的資源匹配調(diào)度方法科學合理，能夠根據(jù)航攝任務的需求和