基于四旋翼飛行器平臺(tái)的低空遙感技術(shù)在公路環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用.pdf

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1、公路交通技術(shù)2012年12月第6期TechnologyofHighwayandTransportDec．2012No．6基于四旋翼飛行器平臺(tái)的低空遙感技術(shù)在公路環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用吳東國(guó)(招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司，重慶400067)摘要：分析低空遙感技術(shù)的特點(diǎn)，研究采用四旋翼飛行器為平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的方法，并試驗(yàn)在公路竣工環(huán)保驗(yàn)收調(diào)查中應(yīng)用該技術(shù)來(lái)調(diào)查生態(tài)敏感目標(biāo)和社會(huì)敏感目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)低空遙感技術(shù)在公路環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：四旋翼飛行器；低空遙感；公路環(huán)境調(diào)查文章編號(hào)：1009—6477(2012)06—0137—02中圖分類號(hào)：U412

2、．2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：BApplicationofFour—rotorAircraftPlatfOrmBasedLowAItitudeRemoteSensingTechnologyinInvestigationofHighwayEnvirOnment公路建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，帶動(dòng)所經(jīng)過(guò)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)無(wú)人駕駛直升機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是可定點(diǎn)起飛、降展的同時(shí)，也不可避免地影響了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。落，對(duì)起降場(chǎng)地條件要求不高；但其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，目前，公路建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的調(diào)查和研究，通常操控難度也較大，穩(wěn)定性不是很高。采取人工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與遙感技術(shù)相結(jié)合的方法進(jìn)行。四旋翼飛行器與

3、常規(guī)無(wú)人駕駛直升機(jī)相比，其傳統(tǒng)遙感影像數(shù)據(jù)的獲取主要采用衛(wèi)星遙感和載人結(jié)構(gòu)更為緊湊，能夠產(chǎn)生更：的升力，且4只旋翼可機(jī)航空影像。衛(wèi)星遙感影像的缺點(diǎn)是分辨率、精度相互抵消反扭力矩，不需專門的反扭矩槳。四旋翼相對(duì)較低，數(shù)據(jù)獲取受限因素較多；一次拍攝范圍太飛行器可以垂直起降、自主懸停，也可以借助GPS大，應(yīng)用于公路這種線形項(xiàng)目時(shí)，圖幅浪費(fèi)較大。載導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行自主懸停、按程序規(guī)定航線飛行等，是人機(jī)航空影像的缺點(diǎn)是費(fèi)用很高，作業(yè)流程非常復(fù)比較理想的航拍平臺(tái)。雜，效率通常較低。低空遙感技術(shù)是一種新型遙感基于以上比較，可以看出，四旋翼飛行器平臺(tái)在技術(shù)，是指將

4、微型化的遙感設(shè)備搭載于飛行在低空小面積、點(diǎn)狀目標(biāo)的多角度航空拍攝方面具有明顯的無(wú)人機(jī)上的遙感技術(shù)。將低空遙感技術(shù)與衛(wèi)星影的優(yōu)勢(shì)。像和載人飛機(jī)遙感技術(shù)相比較，其具有靈活方便、影像清晰度高、及時(shí)性好的優(yōu)點(diǎn)，特別適合于獲取點(diǎn)狀2四旋翼飛行器遙感系統(tǒng)或帶狀目標(biāo)地航拍影像，如公路建設(shè)前期生態(tài)調(diào)查四旋翼飛行器遙感系統(tǒng)由遙感設(shè)備、無(wú)線圖傳及公路竣工環(huán)保驗(yàn)收生態(tài)調(diào)查等。設(shè)備、四旋翼飛行器平臺(tái)及控制設(shè)備4大部分組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成見圖1。1低空無(wú)人機(jī)的比較和選擇遙感設(shè)備通常可以根據(jù)任務(wù)進(jìn)行選配。例如，組建低空遙感系統(tǒng)一般采用的低空無(wú)人機(jī)平臺(tái)如果需要留空時(shí)間長(zhǎng)、飛

5、行距離遠(yuǎn)，就可以采用小型可以分為固定翼型、直升機(jī)型和四旋翼飛行器。固數(shù)碼相機(jī)；如果需要高分辨率照片，就需要搭載大畫定翼型無(wú)人機(jī)通過(guò)動(dòng)力系統(tǒng)和機(jī)翼的滑行實(shí)現(xiàn)起降幅相機(jī)，或者專門的航拍相機(jī)。和飛行，遙控飛行和程控飛行均容易實(shí)現(xiàn)，抗風(fēng)能力無(wú)線圖傳監(jiān)控設(shè)備實(shí)現(xiàn)了遙感數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)下也較強(qiáng)，是類型最多、應(yīng)用最廣泛的無(wú)人駕駛飛行載，既可以為飛行控制提供“第一視角”，又可以根器。固定翼型無(wú)人機(jī)的起降需要比較空曠的場(chǎng)地，據(jù)監(jiān)控圖像，實(shí)時(shí)檢查影像拍攝情況，并適時(shí)控制遙適用于中等范圍面積的調(diào)查。感作、【。收稿日期：2012—07—10作者簡(jiǎn)介：吳東國(guó)(1979一)，男

6、，陜西省安康市人，碩士，高工138公路交通技術(shù)2012丘區(qū)圖1四旋翼飛行器遙感系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成四旋翼飛行器有4個(gè)螺旋槳，其呈十字形交叉過(guò)程中，招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司利用結(jié)構(gòu)，相對(duì)的四旋翼具有相同的旋轉(zhuǎn)方向，分成2四旋翼飛行器對(duì)環(huán)境調(diào)查目標(biāo)進(jìn)行了空中攝像，獲組，每組旋轉(zhuǎn)方向相反。與傳統(tǒng)直升機(jī)不同的是四得了覆蓋范圍適度且調(diào)查目標(biāo)成像清晰的圖像數(shù)旋翼飛行器只需要也只能夠通過(guò)改變螺旋槳的速度據(jù)，并依據(jù)對(duì)圖像數(shù)據(jù)的判讀快速高效地建立了遙來(lái)實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作。感調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)，從而完成了對(duì)調(diào)查目標(biāo)的評(píng)估?？刂圃O(shè)備分為飛行控制和航拍控制2部分，這2部分設(shè)備均可以

7、通過(guò)一套遙控設(shè)備來(lái)上傳控制命4結(jié)語(yǔ)令。四旋翼飛行器的飛行控制是根據(jù)置于飛行平臺(tái)四旋翼飛行器是一種高效穩(wěn)定的空中攝影平上的GPS定位信息、氣壓高度信息、超聲波定位高臺(tái)，尤其是作為平臺(tái)組建的低空遙感系統(tǒng)是一種高度信息、磁航向信息及陀螺儀和加速度計(jì)的飛行平機(jī)動(dòng)性、低成本、低風(fēng)險(xiǎn)的小型化遙感系統(tǒng)，具有對(duì)臺(tái)姿態(tài)信息來(lái)自動(dòng)控制飛行器的平衡、高度和航向，小范圍目標(biāo)進(jìn)行快速實(shí)時(shí)調(diào)查的能力。JiLt'f,，四旋并根據(jù)接受到的飛行控制指令來(lái)控制飛行器的油翼飛行器低空遙感系統(tǒng)的遙感設(shè)備、無(wú)線圖傳監(jiān)控門、方向、俯仰和橫滾操作。航拍控制則用于控制遙設(shè)備、控制設(shè)備和飛行平

8、臺(tái)可以根據(jù)用戶需求靈活獨(dú)感設(shè)備的快門、俯仰和滾轉(zhuǎn)操作。立地升級(jí)，故其不僅是公路環(huán)境調(diào)查的有效手段，而且也將在公路建設(shè)與營(yíng)運(yùn)管理中得到更廣泛的應(yīng)用。3在