无人机测绘解决方案

第1章    前言

随着全球卫星定位技术、遥感技术和地理信息系统技术为代表的高新测绘技术和计算机技术的快速发展，传统的测绘行业正在迅速向地理信息产业转化。传统的测绘生产主体模式已发生根本性变化，产品由模拟形式转为数字形式，大量的外业测量被室内地理信息采集所取代。地理信息的采集、存贮、加工和分发已成为一种全新的概念。

随着市场经济体制的建立和不断完善，测绘市场发育趋向成熟。首先，测绘产品的需求不断增大，服务领域不断拓宽。近年来，除传统用户外，电信、公安、环保、金融等行业的需求不断增长，测绘产品的服务面几乎覆盖了国民经济的所有行业，初步实现了测绘为国民经济建设、国防、民众和政府服务的行业目标，充分显示了测绘行业的重要性。

第2章    无人机在测绘中的应用

随着无人机技术的不断发展，无人机测绘测量在遥感测绘中占有非常重要的作用。无人机可以机载多种遥感设备，如高分辨率 CCD 数码相机、激光扫描仪、轻型光学相机等获取信息，并通过相应的软件对所获取的图像信息进行处理，按照一定精度要求制作成图像。在实际应用中，为适应测绘测量的发展需求，提供相应的资源信息，需获取正确、完整的遥感影像资料，无人机测绘技术可直接获取相应的遥感信息，并在多种领域中得以应用。

随着无人机遥感技术的不断发展，在影像获取方面应用非常广泛，特别是近年来，无人机航空摄影测量系统应用于大中比例尺地形图、地质灾害等航空摄影测量领域，为传统航空摄影测量提供了更有力的补充。

在突发事件中，要用常规的方法进行测绘地形图制作，往往达不到理想效果，且周期较长，无法实时进行监控。在2008年汶川地震救灾中，由于震灾区是在山区，且环境较为恶劣，天气比较多变，多以阴雨天为主，利用卫星遥感系统或载人航空遥感系统，无法及时获取灾区的实时地面影像，不便于进行及时救灾。而无人机的航空遥感系统则可以避免以上情况，迅速进入灾区，对震后的灾情调查、地质滑坡及泥石流等实施动态监测，并对汶川的道路损害及房屋坍塌情况进行有效地评估，为后续的灾区重建工作等方面提供了更有力的帮助。无人机测绘测量在突发事件处理中的应用取得了很好的效果，并取得了出乎意料的成功。

第3章    智航无人机系统解决方案

3.1 方案设计

3.1.1 遵循和参考标准规范

本系统方案设计主要依据：

1.        GJB 150.1A-2009《军用装备实验室环境试验方法》

2.        GJB 1389《系统电磁兼容性要求》

3.        GJB 1403《机载电子设备安装和试验通用规范》

4.        GJB 4108-2000《军用小型无人机系统部队试验规程》

5.        GJB 5433-2005《无人机系统通用要求》

6.        GJB 5434-2005《无人机系统试验方法》

3.1.2 系统组成

智航无人机系统由飞行系统、地面控制系统、任务载荷系统构成。如下图所示：

图 3‑1 智航无人机系统组成框图

3.2 智航V200无人机系统技术特点

3.2.1 V200无人机系统技术参数

表 3‑1 V200技术参数表

飞行参数表

尺寸	2400*1000*240mm
最大起飞重量	6kg
额定载荷重量	1kg
最大载荷重量	1.5kg
最大上升速度	2.5m/s
最大下降速度	1.5m/s
巡航速度	75km/h
最大海拔升限	1000M
最大抗风能力	5级
工作环境温度	-20～60℃
气候条件	晴天/小雨天/雪天/大雾
悬停精度	垂直±30cm；水平±3m
最大航时	100min
最大航程	100km

飞控参数表

定位导航模块	GPS/GLONASS双模
飞行模式	自主、半自主
飞行功能	一键返航、失控返航、低电量返航
自主起降、自动航线
黑匣子功能

动力系统表

定位导航模块	GPS/GLONASS双模
飞行模式	自主、半自主
飞行功能	一键返航、失控返航、低电量返航
自主起降、自动航线
黑匣子功能

多种相机载荷可选：

表 3‑2 全画幅微单数码相机技术参数表

表 3‑3 倾斜摄影系统技术参数表

3.2.2 V200无人机系统特点

倾转旋翼

V200凭借先进与稳定的飞控系统，结合倾转旋翼技术，实现多旋翼模式与固定模式的自主切换。

高强度、轻量化机身结构

V200机体采用强度极高的碳纤、玻纤等复合材料，保证机体结构强度、刚度的同事，最大限度地减轻重量。

采用PPK后差分技术

V200集成PPK模块，通过数据处理软件，可获取厘米级的POS数据。

V200 快拆结构

v200机体采用快拆模块设计，无需辅助工具，方便、快捷、轻松拆装机。

3.2.3 智航航空影像处理系统

智航航空影像处理系统是一款集数据处理自动化、高效稳定运行、数据成果专业级精度等优势于一体的航空影像处理系统，它完美地结合了摄测量与计算机视觉技术最新研究成果，克服了飞行器姿态不稳定、影像畸变大等问题，具有全自动、高效率高精度、支持海量数据处理等特点。

同时支持传统航摄影像、无人机倾斜影像以及近景拍摄影像的处理，自动化程度高，处理流简单，具有海量数据的能力，其个节点便可以处理10000张以上的无人机影像，高效并行体系和高度自动化操作流程，无需专业培训即可快速上手。

图 3‑3 主界面

支持有/无POS情况下的空中三角测量。支持多架次、不同航高、多平台、测量型以及非相机的空中三角测量；支持单/多镜头相机的自动校验；自动剔除弱连接以及与航测区域分离的影像。

4082张影像空三， 有效照片3964张

极速的运算体系，采用多核并行+GPU高性能运算的构架设计，具备大数据的承载能力，高效处理海量数据，能够同时处理的影像数量不低于10000张。

无POS数据，11000张影像全自动空三解算，耗时28小时

最优化选择纹理影像，全自动图像色彩增强、匀光匀色、消除纹理差、去雾、几何校正，快速生成 TDOM/DOM/DSM输出，无需交互式编辑拼接线等繁琐工作。

针对规则航飞获取的影像，提供正射校正快速拼接模式，拼接效率高，得到完整性好、清晰度高的无缝正射拼接。

无人机规则航飞

快速正射校正图片

针对不规则航飞获取的影像，提供无缝纹理贴图的正射投影拼接模式，解决高度重叠情况下的最优拼接影像筛选，得到清晰度高、无缝的正射拼图。

无人机不规则航飞

无缝正射投影拼图

第4章    案例展示

无人机影像三维建模

无人机影像三维建模

倾斜影像三维建模