长城遗址地面站监测系统设计

发布时间：2017-05-30 20:12

  本文关键词：长城遗址地面站监测系统设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,无人机技术的研究已成为高校与社会的热点,大量控制算法都以无人机为平台进行设计与验证,无人机的应用也逐渐渗透到各个领域。地面站作为无人机重要组成部分,其发展渐渐得到重视,地面站不仅仅承载着基本的无人机飞行数据的监控和飞行命令的上传,也在渐渐朝着功能更强大、用户体验更良好的方向发展。本课题来源于国家科技支撑计划项目“长城保存状态智能感知关键技术研究”,其中长城遗址三维数字模型重建是该项目的重要组成部分,即通过地面站无人直升机搭载激光测量扫描系统对陕西省处古长城遗址墙体进行数据采集,并通过地面站对重构的三维数字化模型进行监测。根据项目需求,本课题从无人机稳定、安全地执行飞行任务采集墙体点云数据和仿真模型的浏览测量对比来实现长城遗址监测两个角度入手,针对古长城遗址监测系统设计了一套地面站装置。该地面站以开源地面软件OpenPilot为平台,为提高无人机航姿系统稳定性,设计了传感器校准模块,建立MEMS传感器误差模型,借助水平转台对惯性测量单元IMU进行校准,获得了传感器较为精确的测量值。另外,考虑到无人机在超视距范围内执行点云采集任务,设计了图像传输模块,保障了飞行的安全和高质量点云的获取。最后,使用WebGL技术开发了一个界面友好的长城遗址3D模型展示模块,实现了用户可以根据需求获取不同时期不同区域长城整体形态3D模型,并可进一步查看选定区域的具体细节模型数据。通过以上的研究与设计,很好地帮助了无人机稳定、安全地执行飞行任务来采集高质量的点云数据,也为古长城遗址提供了较好的3D数字模型监测平台。
【关键词】：地面站 openpilot 传感器校准 图像传输 WebGL
【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】：V279;TP274
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 课题背景与意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 主要研究内容11-13
• 第2章 地面站总体方案设计13-23
• 2.1 机载系统概况13-16
• 2.2 地面站软件系统架构概况16-22
• 2.2.1 对象容器UAVObject18-19
• 2.2.2 通信协议UAVTalk19-21
• 2.2.3 插件开发21-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第3章 传感器校准模块研究与实现23-32
• 3.1 误差模型23-25
• 3.2 传感器校准25-27
• 3.3 校准实现27-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第4章 图像传输模块研究与实现32-39
• 4.1 视频显示方案32-34
• 4.2 硬件模块34-35
• 4.3 软件实现35-38
• 4.4 本章小结38-39
• 第5章 3D模型展示模块研究与实现39-55
• 5.1 Web端环境介绍39-42
• 5.1.1 Web端服务器搭建39-40
• 5.1.2 技术背景介绍40-42
• 5.2 模型浏览42-47
• 5.2.1 模型加载42-44
• 5.2.2 模型基本变换44-45
• 5.2.3 模型辅助工具45-46
• 5.2.4 模型切换46-47
• 5.3 模型测量47-54
• 5.3.1 WebGL坐标系48-49
• 5.3.2 三维点拾取49-50
• 5.3.3 模型测量50-52
• 5.3.4 模型对比52-54
• 5.4 本章小结54-55
• 结论55-56
• 参考文献56-60
• 致谢60-61
• 个人简历61-62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 方路平;李国鹏;洪文杰;万铮结;;基于WebGL的医学图像三维可视化研究[J];计算机系统应用;2013年09期

  本文关键词：长城遗址地面站监测系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：407872