基于北斗的低成本无人机倾斜摄影系统的设计与实现

更新时间：2020-03-24 09:57:00 大小：2M 上传用户：zhengdai 查看TA发布的资源 标签：北斗无人机 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

低成本、微小型无人机由于其可定制度高，容易实现拆卸折叠运输、容易实现弹射起飞加伞降或垂直起降，不依赖机场跑道或受场地局限等特点，越来越多地应用于市政规划、农业用地测量等需要即时获取地图及地理信息的工作中。

传统的航空摄影遥感通过垂直安装在机身上的相机，进行拍摄，摄影过程中相机拍摄的图像基本控制在与地面垂直，该拍摄模式获取的影像进行几何纠正可以获取较高的几何定位，从而能够生成高精度的正摄影像。但与此同时，在对地物进行三维重建时，正射影像图仅拍摄到了地物的顶面纹理信息，然而侧面由于缺乏侧面的纹理信息，难以建立完整的地物三维地表模型，特别是由于部分遮挡影响生成的三模模型存在空洞。

无人机倾斜摄影是一种通过在同一无人机平台搭载两个或多个不同倾角组合的摄影平台，可以同时获取地物的顶部纹理和侧边纹理信息，通过严格的多视几何关系以及立体匹配算法，可以自动重建地物的三维地表模型，降低三维重建的外业工作量，提升作业速度，并且能在较大范围区域推广使用。但是低成本无人机由于自身运载能力、电池容量、结构强度等条件的限制，在进行倾斜摄影时需要进行取舍。问题主要归纳为：

首先是GNSS定位精度方面，无人机上搭载的GNSS设备在一定间隔时间生成的POS数据包含了无人机的三维坐标和姿态数据，该数据对地物三维重建的精度具有重要的影响，但在复杂环境如山区中，无人机航拍作业的飞行高度上会有信号遮挡，单一 GNSS定位精度不足。因此，单一的GNSS信号源难以满足无人机倾斜摄影在复杂环境下的适用性，通过组合北斗、G P S等不同GNSS定位信号，可以提升无人机倾斜摄影的导航定位精度，并且更好的进行航线规划。

其次，倾斜摄影产生大量的影像，如何进行快速准确的地物三维重建需要构建无地面控制条件下基于POS数据的无人机倾斜摄影的密集匹配方法。

最后是无人机续航能力方面，由于低成本无人机载重有限，在需要搭载成像载荷的条件下难以搭载很大的电池，因此其续航能力往往难以满足无人机倾斜摄影需要的长航时需求。

针对上述问题，本文设计并实现了了一种基于低成本材料、续航能力较强、三维重建精度较高的无人机倾斜摄影系统。主要工作如下：

1)研究了无人机姿态稳定性问题，提出利用扩展卡尔曼滤波（E...