无人机倾斜摄影在土地调查中的应用

【目的】在我国土地调查发展过程中,常因技术手段存在缺陷,导致调查工作受到一定的影响。利用无人机倾斜摄影技术来建立实景三维模型,通过三维模型来完成相关调查工作,使土地调查工作更加高效、便捷。【方法】为探讨无人机倾斜摄影技术在土地调查工作中的应用优势,使用无人机搭载单目相机来采集影像,利用ContextCapture Center软件进行三维建模,并与实际调查结果进行对比,分析三维模型的优缺点。【结果】结果证明了该方法的可行性,建立的三维建模的土地边界清晰、建筑分明,可应用到土地调查工作中。【结论】无人机倾斜摄影技术可提高土地调查工作的完成效率,同时为我国未来的国土调查等工作提供支持。     

无人机机翼模态分析与结构优化设计

【目的】为避免无人机飞行中出现严重的气动弹性问题，针对无人机机翼刚度分布设计不合理之处，开展无人机机翼模态分析与结构优化设计。【方法】基于正交试验设计提出一种基于模态分析的机翼变截面结构布局轻量化设计研究方案。【结果】基于无人机机翼有限元仿真模型，开展机翼约束模态仿真分析，发现机翼在翼梁、翼肋等方面需要进行尺寸优化设计，进而改善机翼刚度。并提出一种变截面翼梁结构，通过TOPSIS方法进行排序获取了最优解。结果表明，优化后的机翼结构质量降低34%，机翼约束模态频率得到极大改善。【结论】通过模态分析开展无人机机翼结构优化设计，可在满足刚度合理分布的同时，大幅度降低机翼总质量。     

机载三维激光扫描技术在公路地形测量中的应用研究

【目的】随着技术的不断更新发展,传统测量方法已无法满足公路地形测量的需求。三维激光扫描测量技术的应用使数据采集方法、处理方法及服务能力和水平均得到提高,因此,可以将三维激光扫描测量技术应用于公路地形测量中,从而提高测量效率。【方法】对机载三维激光扫描技术在公路地形测量中的数据扫描获取过程及后续数据的预处理、数学建模和绘制地形图中的应用进行研究,并结合平原区G310郑州境改扩建工程、山区沿大别山明港至鸡公山高速公路两个项目,对使用三维激光扫描地形得到的点云数据进行处理与分析,绘制出道路沿线1∶2 000带状地形图,并进行检查分析。【结果】试验结果表明,机载三维激光扫描技术在公路地形测量中的应用取得了预期效果。【结论】通过机载三维激光扫描技术点云数据和图像数据获得的DOM、DTM、DLG产品精度满足要求,可直接应用于公路勘测设计。     

基于无人机倾斜摄影测量实景三维模型构建方法

介绍了无人机倾斜摄影测量系统及其相对于传统三维建模的优势,并基于DM5-2010倾斜摄影测量系统获取哈尔滨文昌污水处理厂区倾斜影像,开展实景三维模型构建试验,并进行了精度分析.最后将实景三维模型与3DMAX建模技术等软件相结合,对三维模型进行精细化改进,并浅析了实景三维成果应用现状.     

BIM技术在西北地区既有建筑绿色改造中的应用研究

【目的】针对传统既有建筑绿色改造过程中设计参数复杂、设计效果可视化低及建筑性能分析不准确等问题，基于BIM技术对甘肃省兰州市区内某单位的行政办公楼进行既有建筑绿色改造的应用研究。【方法】通过收集获取既有建筑属性信息，建立建筑实景三维模型，用于绿色方案设计选择，主要从外墙、屋面和窗户三个方面进行了既有建筑的绿色改造分析。【结果】结果表明：经过绿色改造后外墙的热系数为0.038，屋面的传热系数小于0.30，窗户的传热系数为1.750，均满足国家标准规范要求。【结论】研究成果为BIM技术在西北地区既有建筑绿色改造中的应用提供参考。     

低空无人机倾斜摄影测量成果精度研究

近年来无人机倾斜摄影技术逐渐成熟,产品越来越丰富。为快速、高效的生产高精度的空三加密结果、数字正射影像图(DOM)、密集点云数据、实景三维模型等数字测绘产品,提出一种利用低空无人机倾斜摄影测量生产途径。以西北大学长安校区为实验区,利用Md4-1000型四旋翼无人机搭载五镜头相机进行倾斜摄影飞行试验,通过多视影像匹配、空三加密、影像密集匹配、构建三角网、纹理映射等技术生成空中三角测量、实景三维模型、DOM等成果。通过实测数据分别验证正视影像空中三角测量、正视影像联合倾斜影像空中三角测量、DOM、实景三维模型的精度。结果表明,基于倾斜影像生产的数字测绘成果满足高精度的需求,对其进一步应用具有指导意义。     

倾斜影像三维建模方法与应用

随着无人机倾斜摄影技术的迅速发展,实景三维模型逐渐成为众多行业进行各种需求分析的重要数据源,精细化实景快速三维建模技术也成为当前研究的热点。本文基于无人机倾斜影像数据,建立基于Smart 3D平台的实景快速三维建模方法与技术流程,并利用舞钢市的倾斜摄影数据进行实际应用与验证,结果证明:该方法具有自动化程度高、三维建模速度快、真实度效果好等特点。     

无人机航迹规划系统的设计与实现

【目的】航迹规划程序UFP(UAV飞行规划)是无人机任务规划系统的核心，也是目前科研人员研究的重点。为了确保无人机能顺利完成各种作战计划任务，任务规划系统必须对各种战场因素进行综合分析。【方法】通过人工设计和操作，可直接将任务指令传输给无人机，基于.NET的无人机航线规划系统，使用数字高程模型图，并采用Dijkstra算法来寻找最优的飞行航迹。【结果】选择适合战场因素和自身性能指标的最优航迹，从而确保无人机能安全、按时抵达任务区域，并按任务规划来完成既定任务。【结论】无人机航迹规划系统作为当今战争的重要支撑，运用该系统能大大提高作战效能，进而巩固国防。     

三维条件下基坑开挖卸载对下方既有盾构隧道的影响分析

【目的】为加快补齐南昌市城镇污水收集和处理设施短板,尽快实现污水管网全覆盖、全收集、全处理,对现有南昌市青山路溢流闸门井进行改造。【方法】通过勘测青山路顶管工程的相关工程地质条件,并基于莫尔-库伦本构模型,在有限元分析软件MIDAS/GTS NX中建立该基坑工程的三维实体单元模拟地层,数值分析模型的模型尺寸为80 m×80 m×30 m。【结果】计算结果表明,顶管施工期间引起的区间隧道结构最大竖向位移为0.33 mm、最大水平位移为0.25 mm。【结论】分析结果可知,顶管施工期间引起的区间隧道结构最大竖向和水平位移均满足地铁区间隧道结构安全要求,研究结果可为类似工程提供借鉴。     

消费级无人机在土方量计算中的应用实践

近年来,倾斜摄影测量技术随着无人机技术的逐步成熟获得新的发展,无人机倾斜摄影测量技术在测绘、林业、农业等行业得到广泛应用。本文主要介绍利用消费级无人机对测区进行影像采集,生成地面实景三维模型后,在模型上进行地面高程点采集,并计算测区土方量。     

BIM技术在地铁工程中的应用研究

【目的】为了解决传统地铁施工信息化程度低，建模效率低的问题，研究建筑信息模型技术在地铁工程中的应用。【方法】本研究利用BIM技术，建立西安地铁八号线某标段模型，实现地铁模型的参数化设计。【结果】利用Revit二次开发技术，提高了地铁模型在Revit中的构建效率，完成地铁模型BIM技术交底。优化地铁施工场地管理，使得场地规划更加合理。【结论】利用互联网技术，实现了地铁智慧工地可视化关系平台构建，提高了施工管理的信息化水平。     

基于低空倾斜影像的三维建模研究

随着时空格局的进一步演化,传统基于激光点云数据、三维GIS以及CAD的三维建模技术已无法满足当前对于实景三维模型的需求。为解决诸如人工干预多、建模速度慢、成本高、无法获取模型纹理等问题,提出利用航空倾斜影像进行区域真三维重建。首先,利用消费级无人机搭载经检校的多视相机以获取研究区域的正射与倾斜影像;然后,对多视影像利用特征提取与定向技术、密集匹配与三维重建技术生成密集面片,并基于纹理映射技术生成相应模型;最终,以陕西师范大学长安校区为例建立区域真三维模型。通过实测数据检验模型精度,结果表明,基于倾斜影像的区域三维模型满足当前城市三维建模的需要。     

地震作用下桥梁结构多点碰撞影响参数研究

【目的】研究敏感因素对桥梁结构在地震作用下的多点碰撞响应的影响规律并探索一种新的振动台试验模型简化方法。【方法】将桥梁模型按力学关系进行简化处理，并在有限元软件中创建简化碰撞模型，采用线弹簧-阻尼（kelvin）接触单元模型，对桥梁结构在地震作用下的多点碰撞影响参数展开分析。【结果】计算结果表明，在桥梁结构多点碰撞中，碰撞间隙，碰撞单元刚度、桥墩高度等都对桥梁多点碰撞有显著影响。此外，碰撞刚度增大会使碰撞力增大，但这种趋势不是无限的；初始间隙和桥墩高度增加对碰撞力的增长没有表现出明显的规律。地震波种类不同也是影响桥梁多点碰撞的重要因素。【结论】通过简化碰撞模型来研究敏感因素对桥梁多点碰撞的影响具有可行性，简化碰撞模型的多点碰撞振动台试验也可以在后续进一步开展。     

基于综合物探技术的滑坡三维地质模型构建

【目的】探讨综合物探技术在三维地质模型构建中的作用。【方法】以松阳县小西村滑坡为研究对象，通过地质雷达与高密度电法刻画滑坡地层信息，利用钻孔数据对反演结构进行修正，构建小西村滑坡可视化的三维地质结构体，并进行稳定性评价。【结果】(1)融合地质雷达、高密度电法及钻探资料，构建了小西村滑坡的三维地质结构模型；(2)该滑坡地层结构从上至下可分为含砾粉质黏土、强风化花岗岩与弱风化花岗岩三层；(3)滑动区域主要位于模型的右半边部分，其中位移量发生变化较大的位置位于潜在滑坡体的右上方，包含潜在滑坡体右上角的一部分，潜在滑坡体整体的位移量较小，滑坡整体的安全稳定系数为1.387。【结论】可以推断出潜在滑坡整体趋于稳定状态，局部处于不稳定状态，整体发生滑坡的可能性小。     

移动激光扫描技术在过江大盾构隧道收敛测量中的应用

【目的】盾构隧道的结构变形将直接影响到隧道运营的安全性，隧道直径收敛作为盾构隧道结构变形的一种，是判定盾构隧道横向变形的重要依据。【方法】本研究使用移动激光扫描技术来获取点云断面数据，对所采集到的点云数据使用分段圆弧进行拟合，得到大盾构隧道隔墙左右两端的横径，进而计算出隧道直径的收敛值。【结果】通过对移动激光扫描拟合出的隧道断面直径收敛值与人工激光测距仪、全站仪监测的数据进行对比，表明移动三维激光扫描技术在大盾构隧道直径收敛中具有高效率、高精度等优点。【结论】本研究的研究成果具有一定的实用价值。     

斜航摄影技术的研究与应用

利用倾斜航空摄影技术对西安市幸福林带建设工程示范段指定区域进行空中航拍,获取该区域高分辨率、多视角航空影像.采用实景三维建模软件对项目区绿化带、核心建筑群等数据进行全要素、真实、准确还原,基于实景三维模型、BIM模型数据、CAD图纸等资料,对批量生成的实景三维数据进行校正和修改,选用虚幻4引擎创建可视化平台,实现场景内...     

一种水面垃圾智能清理无人船的设计方案

【目的】针对目前水面垃圾清理以人工作业为主、设备原始且效率低、可能破坏水域植物等问题，本研究提出一种水面垃圾智能清理无人船的设计方案。【方法】利用价值与作用分析方法中的Pieuvre图表法对无人船的设计需求进行分析，并利用CATIA V5软件对无人船的结构进行三维建模。【结果】本研究从无人船的设计需求分析出发，对无人船的机械结构进行设计，实现无人船的垃圾收集、压缩和打包等主要功能，以及观察、漂浮、避障、动力和控制等辅助功能。【结论】该设计方案具有一定的创新性和可行性，对水面垃圾的自动清理设备的研发具有一定的工程指导意义。     

路网级高速公路基础设施数字化平台的设计与实现

【目的】建设路网级高速公路基础设施数字化平台，对路网级基础设施静态数据进行集成，从而形成通用“一张图”。【方法】以“BIM+GIS+IoT”为基础，以唯一编码EBS结构树为全周期（从设计、施工到运营养护）的数据索引，构建一体化完整数据链，并通过多源数据融合的方式，叠加定期检测、地质灾害、养护施工、机电运维等多维度业务数据，支撑统一场景下的综合展示及分析决策应用，提升精细化管理能力。【结果】以基础设施数字化平台为高速公路数据服务底座，可实现高速公路全周期全要素基础设施数据的标准化、统一化、可视化。【结论】该平台实现了对多源异构数据的管理、更新、共享，为各类业务应用系统提供统一的二维、三维高精度地图服务和基础设施数据统一标准化维护及访问接口服务，是全生命周期数字化应用的底座。     

四足机器人结构设计及步态仿真研究

【目的】为提高四足机器人在复杂地面行走时的稳定性,对四足机器人结构进行设计,并对其步态进行仿真。【方法】基于哺乳动物的腿部结构,在SOLIDWORKS软件中构建四足机器人的三维模型,使用D-H模型法构建出腿部结构的运动学模型,通过运动学分析,得到四足机器人的足端运动轨迹图,并以Walk步态在V-REP仿真软件中进行仿真分析。【结果】本研究设计出一种结构简单、具有十二自由度的四足机器人。【结论】仿真结果证明,该机器人的机构设计有效,能实现稳步行走。本研究的研究成果为该类机器人的设计提供依据。     

基于GMM-LSTM的车辆切入意图识别研究

【目的】为了能准确识别出他车的切入意图，同时解决由爆发性增长的无标签行车数据所引起的识别模型落地难的问题。【方法】本研究提出一种双层无监督的车辆切入意图识别模型，该模型由聚类模块及意图识别模块组成。聚类模块采用高斯混合模型对基于NGSIM构造的无标签数据集进行聚类分析，并挖掘其内在的数据关系，从而获取切入时不同驾驶行为对应的特征标签。意图识别模块用于识别车辆切入意图，该模块是基于LSTM搭建的。该模块先结合聚类模块来获取特征标签及无标签数据集，构造新的有标签训练集及测试集，然后将其输入到神经网络中进行训练与测试。【结果】该模型在基于真实路况的NGSIM数据集上表现较好，对驾驶意图的识别准确率达到97%，精度较高。【结论】该模型在无标签数据上具有较好的识别能力。