应急测绘固定翼无人机倾斜航摄系统集成研究

发布时间：2017-08-17 18:52

  本文关键词：应急测绘固定翼无人机倾斜航摄系统集成研究

  更多相关文章： 自然灾害 五镜头倾斜航摄仪 固定翼无人机 集成优化 灾害应急

【摘要】：近年来,我国频繁发生地震、山体滑坡、泥石流等自然灾害,尤其是四川等西南地区,接连经历了2008年的“5·12”汶川大地震和2013年的“4·20”芦山强烈地震。如何快速有效地进行灾情监测、制定救灾方案、指导灾后重建是灾害应急亟待解决的问题。无人机倾斜航摄系统具有快速、灵活、获取数据精度高的特点,能够深入到有人机不容易到达的地区,且造价低,不会造成人员损伤。鉴于上述优点,无人机倾斜航摄系统在灾害应急中的发挥了越来越重要的作用。本文对无人机系统的特点进行系统分析后发现,倾斜航摄仪的性能以及无人机运载平台的正确选择是决定无人机航摄系统所获取影像质量的两大关键因素,而国内外对该方面的研究尚处于起步阶段,尤其是相关硬件设备的研究发展极其缓慢。按照对五镜头倾斜航摄仪和固定翼无人机运载平台进行参数比选、类型确定、优化设计以及集成试验的思路,本文开展了如下工作：(1)归纳总结国内外对固定翼无人机倾斜航摄系统相关技术的研究成果,分析并提出当前存在的问题。(2)设计并优化五镜头倾斜航摄仪。归纳总结五镜头倾斜航摄仪的相机参数、性能指标,比选出最优的相机作为传感器,研究五镜头同步曝光技术,并对研究结果进行实验验证。(3)设计并优化固定翼无人机运载平台。调研市场上各类型固定翼无人机,对其各项参数进行分析对比,确定综合性能最优的固定翼无人机作为倾斜航摄仪的运载平台,对其起降装置等方面进行重新设计,并进行试飞实验。(4)集成测试五镜头倾斜航摄仪和固定翼无人机运载平台。对设计优化之后的五镜头倾斜航摄仪以及固定翼无人机运载平台进行集成,并对其性能进行实验测试。实验表明：通过集成五镜头倾斜航摄仪和固定翼无人机运载平台,构建了固定翼无入机倾斜航摄系统。该系统能够有效解决小型固定翼无人机快速、有效地获取高质量倾斜影像的技术难题,实现安全、高效的航摄影像获取和快速、精准的三维模型构建。可以预见,集成优化后的系统在灾害应急中将发挥更为重要的作用。
【关键词】：自然灾害 五镜头倾斜航摄仪 固定翼无人机 集成优化 灾害应急
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P23;X43
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 本文研究目标与主要内容14
• 1.3.1 研究目标14
• 1.3.2 研究内容14
• 1.4 关键问题和技术路线14-15
• 1.4.1 关键问题14-15
• 1.4.2 技术路线15
• 1.5 本文的组织结构15-17
• 第2章 五镜头倾斜航摄仪设计与优化17-24
• 2.1 相机调研和选型17-18
• 2.2 总体方案设计和参数细化18-19
• 2.3 电子快门加装和同步曝光调整及测试19-21
• 2.4 支架、支撑座垫的设计和加工21-22
• 2.5 倾斜航摄仪的总装与调试22-23
• 2.6 本章小结23-24
• 第3章 固定翼无人机运载平台设计与优化24-29
• 3.1 机体调研与选型24-26
• 3.2 机体内部位置调整26-27
• 3.3 舵机调整27
• 3.4 发动机选型27-28
• 3.5 本章小结28-29
• 第4章 固定翼无人机倾斜航摄系统集成29-37
• 4.1 机体改造调试29-31
• 4.1.1 重心调整29-30
• 4.1.2 起落架改造30-31
• 4.1.3 机舱开孔31
• 4.2 五镜头倾斜航摄仪安装31-32
• 4.2.1 五镜头倾斜航摄仪在机舱的固定31-32
• 4.2.2 安装减震装置32
• 4.2.3 同步曝光调试32
• 4.3 系统集成与调试32-34
• 4.3.1 快门拍照测试32-33
• 4.3.2 飞行实验33-34
• 4.3.3 航摄作业实验34
• 4.4 系统性能测试34-36
• 4.5 本章小结36-37
• 第5章 航摄作业实践与成果推广应用前景37-50
• 5.1 固定翼无人机倾斜航摄系统航摄作业实践37-47
• 5.1.1 数据获取38-40
• 5.1.2 数据处理40-43
• 5.1.3 成果检验43-47
• 5.1.4 三维效果图47
• 5.2 创新点与进步点47-48
• 5.3 成果转化情况以及效益分析和前景分析48-49
• 5.3.1 成果转化、产业化情况48
• 5.3.2 取得的直接效益和间接效益48
• 5.3.3 成果推广应用前景评价48-49
• 5.4 本章小结49-50
• 第6章 结论与展望50-51
• 6.1 结论50
• 6.2 展望50-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-56
• 攻读硕士学位期间发表的论文56

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本文编号：690545