无人机低空摄影测量系统研究

发布时间：2017-08-19 07:21

  本文关键词：无人机低空摄影测量系统研究

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【摘要】：作为一种新型地形探测方式,无人机遥感摄影测量技术作业模式灵活多变,易于操作;设备和作业成本较低,受气候和场地影响较小;高效快速,能够获得高分辨率遥感影像。在小区域、地形复杂地区和快速测量方面具有得天独厚的优势,是航空摄影测量和航天遥感测量等传统方式的有效补充,近年来获得了飞速的发展。但与传统摄影测量方式相比,无人机低空遥感测量系统获得的影像存在像幅较小、像片较多、重叠率不规则和影像倾角过大等特点。旋翼无人机因其载重和平台稳定性方面比固定翼无人机略差,很少用于无人机低空遥感摄影测量领域。但是因为其具有垂直起降和空中悬停等特点,随着飞控的发展,旋翼无人机在市场中得到了越来越多的应用。本文以旋翼无人机为飞行平台,设计并组建了一套无人机遥感摄影测量系统,并对其可行性进行实验验证,实现了多幅无人机影像的后期处理和拼接。本论文的主要研究内容包括:(1)介绍了无人机遥感摄影测量系统的特点,并对其系统组成和原理进行了研究,分析了无人机航测系统的优缺点。(2)分析Pix4Dmapper、PIE-UAV和Photoscan等无人机数字遥感影像处理软件,研究无人机数据处理流程。(3)完成无人机航测系统的设计和实现,基于Lab VIEW开发平台实现系统中关键数据的获取,包括GPS数据接收成程序设计、IMU数据的接收程序的设计、数码相机的同步触发等。(4)进行无人机遥感摄影测量实验,通过对实验数据的后期处理实现多张无人机遥感影像的拼接。实验结果表明,基于Lab VIEW平台设计的系统能够良好的实现无人机低空遥感摄影测量系统各模块之间的同步运行和数据采集。通过在校区操场进行的无人机实验和后期遥感影像数据处理,完成了操场跑道的拼接影像生成。
【关键词】：无人机 摄影测量 影像拼接 Lab VIEW
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P23
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势9-11
• 1.3 本文的主要研究内容11-13
• 第2章 无人机低空遥感摄影测量系统原理13-35
• 2.1 无人机低空遥感测量系统简介13-15
• 2.1.1 无人机分类13-14
• 2.1.2 无人机低空遥感摄影测量的系统组成14-15
• 2.2 无人机摄影测量的特点15-18
• 2.2.1 无人机摄影测量的优点15-16
• 2.2.2 无人机低摄影测量的缺点16
• 2.2.3 无人机航空摄影质量控制16-18
• 2.3 无人机摄影测量原理18-28
• 2.3.1 摄影测量中常用到的坐标系18-19
• 2.3.2 中心投影与共线方程19-21
• 2.3.3 空中三角测量21-26
• 2.3.4 数码相机的误差和畸变26-28
• 2.4 无人机低空遥感影像处理软件介绍28-34
• 2.4.1 Pix4Dmapper软件28-31
• 2.4.2 Agisoft PhotoScan软件31-33
• 2.4.3 PIE-UAV软件33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第3章 无人机低空摄影测量系统的设计35-52
• 3.1 Lab VIEW简介35-36
• 3.2 多传感器的同步运行和数据提取36-49
• 3.2.1 全球定位系统36-43
• 3.2.2 惯性测量单元IMU43-46
• 3.2.3 相机快门控制模块的设计46-47
• 3.2.4 多传感器同步运行47-49
• 3.3 无线传输49
• 3.4 系统的搭建49-51
• 3.5 本章总结51-52
• 第4章 无人机低空遥感航测系统实验52-57
• 4.1 无人机低空遥感航测实验52-53
• 4.2 实验影像数据后期处理53-56
• 4.2.1 Pix4Dmapper软件53-54
• 4.2.2 Agioft Photoscan软件54-55
• 4.2.3 PIE-UAV软件55-56
• 4.3 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-62
• 致谢62

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本文编号：699398