基于三維地表模型的無人機(jī)航線自動(dòng)規(guī)劃方法.pdf

1、應(yīng)急測(cè)繪服務(wù)是在應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急準(zhǔn)備與處置、災(zāi)害評(píng)估、災(zāi)后重建中的地理信息服務(wù)和測(cè)繪保障的核心與基礎(chǔ)。應(yīng)急測(cè)繪任務(wù)以“應(yīng)急”、“高效”為重要特征，給測(cè)繪工作提出了極高的要求。無人機(jī)航攝作為現(xiàn)代遙感測(cè)繪技術(shù)的重要手段，以其機(jī)動(dòng)靈活、可快速部署的優(yōu)勢(shì)應(yīng)急測(cè)繪工作中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，已有應(yīng)急測(cè)繪工作中無人機(jī)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(duì)應(yīng)急測(cè)繪工作中任務(wù)緊迫，資源繁多，環(huán)境復(fù)雜等特

2、點(diǎn)，如何確保有限時(shí)間內(nèi)完成無人機(jī)測(cè)繪資源調(diào)度和航攝任務(wù)規(guī)劃是保障應(yīng)急測(cè)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(biāo)準(zhǔn)化的任務(wù)描述是應(yīng)急航攝資源自動(dòng)選取的基礎(chǔ);快速準(zhǔn)確的無人機(jī)起降場(chǎng)選址是航攝任務(wù)快速部署的核心步驟，精準(zhǔn)化的航帶設(shè)計(jì)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(cè)航攝任務(wù)特點(diǎn)與工作流程的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了統(tǒng)一描述的無人機(jī)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(jì)了顧及復(fù)雜地空環(huán)境的無人機(jī)起降場(chǎng)選

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

4、型，研究融合數(shù)字高程模型構(gòu)建三維高度場(chǎng)模型方法，設(shè)計(jì)無人機(jī)起降場(chǎng)選取算法，實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)起降場(chǎng)的自動(dòng)選取;
　　(4)基于三維地表模型對(duì)不規(guī)則多邊形區(qū)域進(jìn)行航攝區(qū)域劃分，選取最佳航攝方向，設(shè)計(jì)顧及DEM的多邊形自適應(yīng)航帶設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)無人機(jī)航線的精準(zhǔn)敷設(shè)。
　　基于以上成果本文研發(fā)了無人機(jī)航線規(guī)劃與模擬軟件系統(tǒng)，并以四川省某山區(qū)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)性測(cè)試。實(shí)驗(yàn)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