基于三维激光扫描与无人机倾斜摄影技术对异形建筑三维建模的融合应用

利用三维激光扫描技术以及倾斜摄影测量技术进行实景三维建模是常用的技术手段,通过2种手段获取的点云数据对空间方面的展示效果及精度存在差异,尤其在测量目标是结构复杂、材质特殊的异形建筑物时,2种技术所获取的点云数据各有优劣势,保留2种点云数据表现较好的部分,再通过多个空间同名公共点进行转换、匹配,将2种点云数据融合.以较具代表性的异形建筑物——厦门"鸟巢"建筑为例,分别利用三维激光扫描技术以及无人机倾斜摄影测量技术对其进行数据采集以及内业处理,并对2种技术的优缺性及融合后生成的三维模型精度进行分析、探讨,为应对复杂测量环境下对目标建筑物进行实景三维建模提供一种新的思路.     

无人机倾斜摄影在城市三维建模中的应用研究

为了验证旋翼无人机倾斜摄影测量的可行性及精度,该文以北京市高新区为例,采用旋翼无人机对其进行了倾斜摄影,利用ContextCapture进行了三维实景建模,并采用外业实测控制点、检查点及测量数据对模型的平面精度及测量精度进行了验证,最终对基于旋翼无人机倾斜摄影测量技术进行三维实景建模的可行性、精度及效率做出客观评价,为后期的行业应用提供了一定的技术参考。     

面向城市规划的倾斜摄影三维建模技术探讨

无人机倾斜摄影是当前热门的城市三维建模研究和应用内容。该文介绍了无人机倾斜摄影技术,分析了无人机倾斜摄影在城市三维建模的应用情况,分析了无人机倾斜摄影在三维城建建模过程和成果中的优劣势,探索总结了一套无人机倾斜摄影城市三维建模的改进方法,将倾斜摄影和MAX等技术有效结合进行城市三维建模,最后介绍了利用改进方法在海口市和三亚市进行三维建模的实践案例,指导和推进基于无人机倾斜摄影三维模型的质量改善。     

基于无人机倾斜摄影的城市三维建模方法研究

无人机倾斜摄影是当前热门的城市三维建模研究和应用内容。本文介绍了无人机倾斜摄影技术,分析了无人机倾斜摄影在城市三维建模的应用情况,分析了无人机倾斜摄影在三维城建建模过程和成果中的优劣势,探索总结了一套无人机倾斜摄影城市三维建模的改进方法,将倾斜摄影和MAX等技术有效结合进行城市三维建模,最后介绍了利用改进方法在试验区进行三维建模的实践案例,希望指导和推进基于无人机倾斜摄影三维模型的质量改善。     

基于点云的隧道改建工程BIM建模方法与实践

为解决隧道改建工程中,难以根据地表真实岩体形态对隧道模型进行动态设计与调整的问题,通过遥感测绘(无人机倾斜摄影和地面激光扫描)技术与建筑信息建模(building information modeling,BIM)相结合,形成了 一套新的隧道线路布设和结构设计方法.首先,采用无人机倾斜摄影建立地表实景模型,利用地面激光...     

基于无人机倾斜摄影技术的桥梁有限元逆向建模方法研究

针对桥梁图纸缺乏或缺失，桥梁抗震分析中存在大量结构建模工作而其效率低下等问题，提出了一种基于无人机倾斜摄影技术的桥梁有限元逆向建模技术. 首先参数化桥梁有限元建模过程，再引入基于运动恢复结构和多视图立体匹配算法的倾斜摄影技术，结合无人机多视角序列影像构建目标桥梁三维实景模型，引入非均匀有理B样条算法提取桥梁复杂结构曲面，获取桥梁几何数据. 通过大数据信息和桥梁设计规范、设计标准图集、现场实测等调查方法获取无人机无法观测得到的桥梁内部结构参数，实现通过视觉外观、大数据信息和专家先验信息重建桥梁有限元模型. 对长沙市巴溪洲大桥建立三维实景模型，验证模型误差低于2%；利用大数据信息和专家先验信息获取桥梁内部参数，基于实景模型重建目标桥梁有限元模型，验证有限元模型模态频率误差低于2%，静载挠度校验系数为0.57~0.79. 研究结果表明：利用无人机倾斜摄影技术逆向建立的桥梁有限元模型可靠且精度较高，在桥梁健康监测和区域抗震分析领域具有较高的科学研究和工程实用价值.     

无人机倾斜摄影测量构建悬索桥三维模型与病害检测——以邵阳市桂花大桥为例

为解决大型桥梁病害检测工作存在检测难度大、效率低的问题。以邵阳市桂花悬索大桥为实验对象,利用无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)搭载单镜头相机,按照“井字飞行”和“环绕飞行”两种航线飞行模式进行倾斜摄影测量构建悬索桥三维实景模型。利用三维模型测绘软件EPS测量悬索桥特征点几何要素,进行悬索桥构件几何参数和病害的检测。实验结果表明：利用无人机倾斜摄影测量构建的三维实景模型纹理清晰,外观效果较好,还原了桥梁的真实形态。利用全站仪实测数据进行精度验证,“井字飞行”和“环绕飞行”两种模式构建的三维模型均具有较高的几何精度。“环绕飞行”模式相对于“井字飞行”模式在作业效率、影像数据量等方面具有明显优势。基于无人机倾斜摄影测量构建的桥梁三维实景模型能发现和定位显著的病害,可为其他工程应用提供借鉴和参考。     

无人机倾斜摄影实景三维技术研究

当今城市的飞速发展离不开科学的规划,而为了更好地开展城市规划工作,相关部门必须对所在城市的地形地貌进行三维建模。传统的建模技术成本较高,因此无人机倾斜摄影测量技术得以广泛应用。该技术不仅可以辅助相关部门开展测量工作,为三维模型的构建提供科学依据,还能大幅降低投入成本。此外,此类无人机通常由多个传感器组成,可以提供较为全面的三维数据,帮助解决三维建模过程中的各种问题,它是目前城市规划中最为重要的技术手段之一。基于此,本文主要围绕无人机倾斜摄影三维实景技术展开探讨。     

影响无人机倾斜摄影测量精度的因素研究

无人机倾斜摄影测量技术是实景三维信息采集的主要技术方法,发展速度快,应用领域广,在结合生产实际的基础上主要从硬件环境部分分析影响无人机倾斜摄影测量精度的因素,同时提出解决方案,为无人机倾斜摄影生产实践提供参考。     

基于航空倾斜摄影的一体化建模技术探讨

倾斜摄影测量以其独特的视角,获取了更加丰富的地物信息,使得基于倾斜影像的三维实景建模成为可能。本文阐述基于SLAM和倾斜摄影测量的室内外一体化三维实景建模的技术方法和流程,并结合这种新型技术手段制作的三维模型的潜在应用价值进行分析,总结出一套新的三维模型制作、技术应用解决方案。     

机器视觉辅助的插头锥套式无人机自主空中加油仿真

为准确获取无人机自主空中加油对接阶段受油插头与加油锥套的相对位姿信息,提出一种机器视觉辅助的插头锥套式无人机自主空中加油方案。研究了机器视觉识别跟踪加油锥套的算法,利用卡尔曼滤波算法估计无人机与加油锥套的相对位姿。实验结果表明:机器视觉图像处理算法可精确识别跟踪加油锥套,滤波器估计的相对位姿误差收敛速度较快,满足插头锥套式无人机自主空中加油的需要。     

基于激光雷达的无人机违规航行轨迹数据自动捕获方法

为了解决传统方法对无人机违规航行轨迹数据捕获的精度和实时性低的问题,通过激光雷达研究了一种新的无人机违规航行轨迹数据自动捕获方法。建立激光雷达信号和目标场景作用过程模型,将每束激光在目标场景表面的映射部分当成激光脚印,完成对激光束相应激光脚印的响应函数和激光雷达发射信号的时间分布函数的卷积计算,获取激光脚印相应目标区域和激光雷达信号作用后反馈的回波信号。依据反馈的回波信号建立单次成像回波峰值点轨迹分布模型,获取无人机航行轨迹数据。针对无人机实际航行轨迹和预定义航行轨迹,采用优化的修正豪斯多夫距离公式(MHD)进行轨迹数据匹配程度衡量,按照经验设定阈值,若匹配度超过阈值,则认为实际轨迹与预设定无人机航行轨迹不匹配,将相应实际轨迹当成无人机违规航行轨迹,对违规航行轨迹数据进行捕获。结果表明:所提方法可及时检测处无人机违规航迹,报警时间比其他方法时效性高;所提方法捕获的无人机违规航行轨迹数据与真实数据偏差小。可见所提方法实时性与精度均较高。     

2018年无人机领域热点评述

 无人机集群和反无人机技术作为未来无人机发展的重要方向,已经成为研究热点,科技创新和相关政策的推动为无人机产业的蓬勃发展提供了持续动力。本文从无人机系统发展新路线、实战化应用、集群自主控制、创新驱动产业等多个角度,总结了2018年无人机领域的科技热点及发展态势。     

无人机自主集群技术研究展望

 动态不确定环境和复杂任务决定了无人机系统势必朝着集群化、自主化和智能化方向发展,具备共识自主性的无人机集群可无需任何集中规划或直接通信完成复杂智能行为。从无人机自主性内涵出发,讨论了无人机自主集群的概念、特点、优势及可能的作战形式,从人机共融、变体设计、人工智能和集群对抗方面探讨了无人机自主集群的发展趋势及无人机集群应对反无人机技术的必要性,从军用和民用领域分析了无人机自主集群的可能应用前景,从战略规划、研发模式、系统协调、交叉学科、国防应用及市场培育等方面探讨了无人机自主集群技术的发展方向。     

基于分块灰度投影的无人飞行器视频稳像方法

针对传统灰度投影算法局部运动影响全局运动矢量估计精度的问题,结合无人飞行器航摄视频图像的特点,提出一种适用于无人飞行器的视频稳像方法. 该方法将图像划分为若干子区域,剔除灰度特征不明显和物体局部运动等影响全局运动估计精度的子区域,对保留的子区域分别采用灰度投影法计算运动矢量,由局部运动估算出图像的全局运动矢量,经过运动决策,将运动补偿矢量应用于图像补偿,获得稳定的视频图像. 对真实无人飞行器航摄视频稳像实验结果表明,该算法稳像准确度与块匹配全搜索算法相当,而单帧稳像时间只有块匹配全搜索算法的1/3,在准确性和实时性方面均优于传统灰度投影算法.      

基于影像定位的无人机侦察视频超分辨率重建方法

 为了改善无人机侦察视频质量,针对目前无人机摄像、照相数据特点,提出了一种基于前方交会的无人机航摄影像定位方法。首先,对所有无人机侦察视频帧和航片分别进行特征匹配,得到影像间关系;然后,提出基于前方交会与抗差估计的无人机航摄影像定位方法,来实现航摄影像的定位;最后,对侦察视频帧进行高频补偿与凸集投影迭代优化,得到重建后侦察视频。实验结果表明,基于前方交会与抗差估计的无人机航摄影像定位方法加强了无人机视频与航片的对应性,凸集投影迭代优化法增强了重建的边缘保持能力。该方法增强了重建图像的一致性与保真度,特别是对图像边缘细节部分等效果极为明显,且处理速度更快。     

航空摄影科技发展成就与未来展望

在过去的一个半多世纪,航空摄影测量取得了许多重大的成就,经历了模拟摄影测量阶段、解析摄影测量阶段和数字摄影测量阶段,革新了空间数据获取的技术方法,显示出了航空摄影巨大的生命力和影响力。文章介绍了国外航空摄影近几十年在数字摄影测量工作站、胶片航空摄影仪、数字航空摄影仪等方面取得的巨大成就。在航空摄影发展的历史中,我国数字摄影测量工作站也成为其具有典型代表性的标志。因应当前航空摄影测量的发展和应用需要,本文着重对具有自主知识产权的SWDC-4数字航空数码相机进行了阐述。文章最后讨论了航空摄影的3个发展趋势,意在与广大读者一起探讨航空摄影的未来。     

考虑观测次数的无人机交通巡视时空网络模型

针对传统道路信息检测方式不能获得实时连续的道路信息的问题,提出使用无人机进行路网巡视的方法。通过时空路网建立多机飞行路径优化模型,解决无人机的路径优化问题。模型可分别以完成所有任务条件下最小化所有飞机总飞行时间或最小化单机的最长飞行时间为优化目标,不仅利用时空网络技术细致刻画了无人机在巡视过程中的飞行轨迹,将动态路径规划转化为静态路径规划,而且还加入了对重点路段多次巡视和多次巡视的时间间隔约束。对某一案例进行分析的结果表明,与不考虑巡视次数的路径规划相比,无人机的总飞行时间和单机飞行时间分别增加15.87%和15.15%,即可完成对2条重要路段巡视3次的任务目标。算例分析表明,优化后的巡视路径更加切合实际需要。     

一种新的无人机系统级电磁兼容测试法

 分析了实际电磁环境对无人机的影响,得到对无人机造成伤害的电磁环境场强极限值在0.1~ 8×10³ MHz频段中为60～200 V/m。根据无人机中存在的辐射干扰和传导干扰的共性特征,得到无人机系统级电磁辐射极限场强在0.1～2×10³ MHz频段中为10～60 V/m。由此提出了一种具有实际可操作性的无人机电磁兼容测试法。依照军标GJB3567-99以及在实际飞行场地中进行测试,结果显示,通过该测试的无人机各机载设备工作正常。     

无人飞行器双目视觉位姿估计算法改进与验证

针对无人飞行器(UAV)在未知复杂环境下的导航问题,提出一种基于双目视觉的UAV位置和姿态估计算法.利用基于非线性尺度空间的KAZE特征构建立体图像对的特征点检测与描述,用Knn算法进行特征点匹配,导出相机坐标系下特征点三维坐标,用随机抽样一致(RANSAC)算法与L-M迭代算法获得UAV姿态和位置估计值.实验验证结果表明,基于KAZE特征的UAV双目视觉位姿估计算法的准确性、实时性与可重复性好,能满足UAV实时导航要求.