物理与军事无人机论文参考文献

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。下面是我为大家精心推荐的无人机应用技术论文，希望能够对您有所帮助。

无人机航测技术的应用分析

【摘 要】以生产项目为例，以无人机航测的技术流程为主线，介绍了无人机航测技术方面的应用分析。

【关键词】无人机、航测技术

【Abstract】Production project as an example, the unmanned aerial technology process, introduced the UAV aerial application analysis.

【Key woerds】UAV、aerial surveying technology

中图分类号：V279+.2文献标识码：A 文章编号：

0 引言

无人机航测遥感技术是继卫星遥感、飞机遥感之后发展起来的一项新型航空遥感技术，在应急测绘保障、国土资源监测、重大工程建设等方面得到广泛应用。它是一种机动灵活、可以实现快速响应的一种航测技术。但也存在影像重叠度不规则、像幅小、影像倾角大、旋偏角大，影像有明显畸变等问题，这些情况都对现有无人机航测技术提出了挑战。

本文从生产案例出发，以无人机航测技术为主线，对生产过程中无人机航测出现的一些问题进行了分析探讨。

1 生产实践

主要技术依据

《无人机航摄系统技术要求》(CH/Z3002-2010);

《低空数字航空摄影规范》(CH/Z3005-2010);

《低空数字航空摄影测量内业规范》(CH/Z 3003-2010);

《低空数字航空摄影外业规范》(CH/Z 3004-2010) ... ...

数据源及预处理

数据源

本测区选用无人机航空摄影获取的真彩色影像，航摄面积为10平方公里。航摄仪采用Canon EOS 5DMarkⅡ，焦距为：35mm，相幅大小为：5616×3744，像元分辨率为。影像地面分辨率为米。

遥感影像预处理

无人机航空摄影采用的相机为非量测型相机，因此，在进行空中三角测量恢复影像空中姿态时，需要对相机进行像片畸变差改正。(相机畸变改正在四维公司检校完成)

无人机航测总体作业流程

无人机航空摄影

本次无人机航摄分两个架次进行，由GPS领航数据计算相对飞行高度。飞行质量和影像良好，影像清晰度高、色彩均匀、饱和度良好，能够表达真实的地物信息，可以满足1:2000成图要求。

像片航向重叠度为75%，旁向重叠一般为35%-45%，旋偏角一般控制在12度以下。

像片控制测量

像控点精度要求

像控点对最近基础控制点的平面位置中误差不大于米，高程中误差不大于米。

像控点布点方案

项目布点方案确定为双模型布点，全部布设为平高点。

像控点测量

在像控测量之前，首先对测区内收集到的已知控制点进行联测，检核控制点情况;为满足后续像控测量，联测已知点的同时加密了2个控制点。联测采用GPS静态相对定位方式施测，采用边连式的布网形式。全网共联测已有已知点4个，新设控制点2个，观测时具体技术参数依据规范，像控点采用GPS实时动态定位(RTK)的方法进行测量，满足要求。

空中三角测量

本项目采用Virtuozo工作站进行空三加密，根据航飞及影像分布情况，将空三区域分为两个加密区域网采用自动与手动相结合的方式进行空三加密，即采用自动匹配进行像点量测，剔除粗差。人工调整直至连接点符合规范要求，检查点平面中误差为米，高程中误差为米，最终加密成果符合1:2000数据采集要求。

数据采集

在空三完成后，利用空三成果进行单模型定向时我们发现有模型无法定向的情况，第一架次无法建立的模型有29个，占总模型数的4%。第二架次有67个无法建立的模型占总模型数的9%。主要原因为无人机航摄姿态不稳定导致的飞行倾角、旋偏角过大，航线弯曲、像片比例不一致等现象都是导致单模型定向精度差的原因。考虑到1:2000地形图精度要求，我们提出了如下解决方案：在测图定向超限点的周围进行野外实测用来检核分析数据并进行必要的修正。

项目精度报告

根据1:2000精度要求对测绘产品检进行了精度的统计，统计了3幅地形图，其中高程精度中误差最大为米，最小为米，从统计的结果看，粗差率比较高，有的达到了5%，平面精度中误差为米。

2 结 论

(1)无人机航空摄影测量技术应用于地形图的生产存在不确定性，比如，区域网整体加密精度评定良好，但单模型定向精度存在超限情况，在测图过程中表现为测图定向点和立体模型套合差大、接边误差大等，可以通过外业实测进行补充测量、验证。

(2)利用无人机航测进行航空摄影测量时，应采用试验区的作业方法，即在确定布点方案前选取一定面积的试验区进行布点方案试验，分析精度指标后确定作业方案。

(3)目前，无人机航测技术主要应用于载人飞机航测技术的补充方面，如多块小面积、危险场所、远离机场或没有可供其起降场地的区域，在载人机不便或无法完成的情况下，由无人机来完成。

参考文献：

[1] 范承啸，韩俊，熊志军，赵毅。 无人机遥感技术现状与应用[J] 测绘科学 2009，34(5)：214-215;

[2] 崔红霞，李杰，林宗坚，储美华。非量测数码相机的畸变差检测研究[J] 测绘科学2005，30(1)：105-107;

[3] 连镇华。无人机航摄相片倾角对立体高程扭曲的影响分析[J] 地理空间信息2010，8(1)：20-22;

作者简介：徐锦前(1982-)，男，辽宁铁岭人，工程师，主要从事摄影测量和地理信息系统建库等测绘工作。

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所谓无人机“自动避障”功能（ObstacleAvoidance），就是无人机飞行器在自动飞行的过程中遇到障碍物的时候，通过自动提前识别、有效规避障碍物，达到安全飞行的效果。分类：主要分为雷达系统、超声波声呐技术、TOF（飞行时间技术）、视觉图像复合型技术。下面就四种不同的避障技术做一番介绍：雷达系统：说起雷达系统，大家最先想到的肯定是军用大飞机。的确，由于雷达系统的高昂价格和笨重的体积，尚无民用级无人机使用此技术。一般的大型固定翼无人机采用的就是类似于民用客机上的ADS-B广播式自动相关监视系统搭配雷达工作。读起来很是拗口，所谓ADS-B简单说就是使飞机能够利用卫星导航确定自身的位置并对外自动发送包括高度、速度、方向、呼叫代码和飞机类型在内的信息。ADS-B的优势还在于它能够帮助飞机连续下降，从而降低燃料消耗和噪音、机组人员可在飞机显示屏上实时观测到自身与其它飞机的距离，而且能够在连续下降过程中脱离交通管制的协助，这也将有助于减少定向问题。种种功能，让操控者或飞行计算机及时掌握飞机的位置并做出相应的动作反应，因此具备了避障能力。超声波声呐技术：超声波声呐技术成本低，操作方便，目前很多无人机额的避障技术都来源于它。它的原理相信大家在初中就已经接触过：蝙蝠通过其口腔中的特殊构造来发出超声波，当超声波遇到障碍或者猎物时就会被发射回蝙蝠的听觉接受系统。依靠这种测距的方法辨别障碍，规划路线。然而超声波技术也有自己的弊端，比如：①在部分场景也会受到声波的影响。②超声波避障依赖于物体表面的发射能力。当遭遇反射能力不足的物体时，避障系统的安全性就会极大降低。超声波的有效距离是5米，这也是为什么零度Explorer2无人机距离只有6米的原因。TOF（飞行时间技术）：TOF类似于超声波技术，不过在这里，超声波换成了光，因此可以称之为光相位检测。在去年7月创新者峰会上，首度演示无人机自动避障功能，采用的就是无人机TOF避障系统。无人机悬空时，TOF系统会保持每秒钟旋转2-5圈的状态。通过这一秒时间，无人机系统就可以快速扫描周围360°的有效半径，及时发现障碍，然后对飞控系统发出调整位置的指令，避免对周围的人或财物造成伤害；当飞行的过程中，TOF系统则会停止旋转，只会向前方发射出光线。而飞行方向一旦确定，在室外的有效距离就可以增加到8-10米。同超声波技术相似，TOF也有不足。例如在光污染越来越剧烈的今天，不但高楼之间的玻璃光无人会干扰系统，就是遭遇太阳光的主要能量波段，也会使TOF暴漏不足，正常的10米左右的测量距离也会减少至5米。视觉图像复合型技术：视觉图像复合型技术随着移动芯片的运算能力的飞跃而越来越成为无人机避障首选。通过高清摄像机拍摄帧速足够高、清晰、分辨率高的图像，借助一颗足够小而性能强大的处理器，分析每一帧图像中是否存在障碍物。俊鹰无人机推出的智能避障系统前后左右下五个方向都有专门进行障碍识别的摄像头，设别机制也有超声波和图像视觉两种。麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室也通过此技术探索避障技术，不过他们是通过2块手机芯片进行实时图像处理后，寻找出可以飞行的自由空间，而不是识别障碍物后再进行躲避。可以说是非常主动的一种方法。但是，这款无人机只能处理几秒钟内的视频数据，而不是会生成一个完整的区域地图，毕竟现有手机芯片的处理能力还很有限。视觉图像复合型技术给人的激励不言而喻，但他也面临着挑战，如弱光或者黑夜条件下，通过图像识别障碍物的能力就会大幅度下降。呃，原谅人类的眼光就是这么苛刻，毕竟这是目前最接近人类理想状态下无人机避障的技术。四种不同的解决方案，都面临着不同的挑战，也有各自突出的优势。但人类进步的步伐岂止会停留于此？RealSense技术：微软和英特尔联合开发的RealSense3D摄像头，利用自身的红外发射器向目标物“主动打光”，通过捕捉和定位光的扭曲变化自动计算并构建出覆盖区域内的三维模型，并借助自身的处理器完成基础数据的整合、借助搭载设备的处理器进行更复杂的操作，从而自动调整自身以避开障碍物。这架6轴飞行器就是Intel联合Yunnec研发的搭载RealSense技术的样品机，可以看到其在普通的无人机顶上添加了一个六角形的探测单元，仔细看可以发现是由6套RealSense组成，形成了一个360度的探测角度。RealSense本质上也是类似于Kinect的红外结构光投影的方案。所不同的是，RealSense所投影的是一系列动态变化的图案，而非Kinect那样的固定图案。因此，也造成了虽然RealSense的分辨率高，也更稳定，但帧频却不如Kinect的情况，实际效果也没有体现出所期待的优势。PS：Kinect是一个XBOX360外接的3D体感摄像机，利用即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音辨识、社群互动等功能让玩家摆脱传统游戏手柄的束缚，通过自己的肢体控制游戏，并且实现与互联网玩家互动，分享图片、影音信息。在救援活动里难道只有避障？就没有其他办法了吗？比如……像推土机一样前进！Gimball就是这么一款自行开路的无人机，它的外层是一个超轻且坚实的碳纤维笼，这种设计还同时保护周围的被救援人员，以免被其双螺旋桨伤到。通过对目前主要无人机避障技术的了解，我们认为，避障技术目前还有很长的路要走，不仅仅是技术上的沉淀，也需要资金方面持续的跟进。多技术结合的避障技术必将随着处理器的飞跃和硬件制造的成长发挥出最大的效用，为我们的生活所用。

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无人机如果不能避障，跟会飞的咸鱼有什么分别。——萨特·福莱费施        无人机的市场正在飞速上涨，它拥有良好的发展前景，现在无人机不仅应用在军事领域，消费级无人机也越来越多的被应用。        目前的无人机正在无限的接近自动化和智能化，随着技术的研究和进步，未来无人机很可能会成为飞行机器人。而避障系统则是实现自动化和智能化的关键因素之一，避障的应用能够有效减少无人机的损坏和事故的发生。

在聊无人机夜间避障技术之前，先来看看无人机的避障工作原理。        第一阶段，感知障碍物。               一般的无人机都必须在空旷、开阔的场地飞行，这是为了避免因操作失误或者其它状况下无人机撞到障碍物甚至是人。目前的避障方法主要是测量无人机到障碍物的距离，测量方法有很多种，超声波测距离、红外/激光信号测距离、双目视觉法、电子地图等。超声波测距离，目前超声波检测技术已经十分成熟并且被广泛的应用，但是通常用的超声波传感器作用距离在10米以内，作用距离很近，所以这种方法一般用来测量无人机到地面的距离；发射一定频率的红外/激光信号也是一种办法，能够算出和障碍物的距离，这种方法作业距离数百米，但成本较高，且易受外界因素影响。这种方法目前在无人机上有一定的应用；双目视觉法，同一个物体在人的两眼中位置稍有不同，而这个方法就是利用这一点获取被测物体的两幅图像，计算到障碍物的距离。

障碍物是感知到了，但是之后呢？让无人机原地待命吗？这肯定不可以，所以第二阶段就来了，绕过障碍物。        想要绕过障碍物那就必须要知道障碍物的大致轮廓和边缘的位置， 也就是三维的画面。这时后两种方法就起了作用，激光信号和双目视觉法都能获得“障碍物的深度图像”，就可以找到障碍物的边缘，完美的避开障碍。但是这种图像有局限性，只有障碍物没有充满视野时才能起明显的作用，因此有了第三阶段。

第三阶段，场景建模和路径搜索。                  这一阶段主要是基于电子地图或者其他及时定位地图构建的手段，获得场景模型，利用无人机中的算法来规划出最优的避障路径。这种技术还需要不断的研究、提高、完善，避障技术已成为无人机发展的趋势。        无人机避障技术已经有很多，但是在夜间就会遇到“瓶颈”，照明度太低，无人机在夜间基本是“瞎”的，无法看到障碍物。而这次的夜间避障技术则是利用了双目避障原理和红外照射技术，使无人机能够看到人眼看不到的红外线，它会主动发射近红外线，通过反馈信号进行计算处理(双目避障原理)，以此来感知周围环境和障碍物。这种方法非常好用，红外的探测面积大，能够识别距离无人机最近物体的距离，所以用来夜间避障十分合适。

还有一种夜间避障方法是TOF避障系统。它通过给目标连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行时间来得到障碍物的距离。但是这种方法极不稳定，因为光波容易收到干扰，测量距离比较短。而且这种方法需要专门的芯片价格昂贵，所以没有被广泛的应用。        夜间避障已经在逐步被攻克、解决，相信在不久的未来无人机的夜间避障系统会被逐步完善，做到完全规避障碍物。参考文献：[1]木子.无人机避障技术发展三重阶段.宇辰网

美国志在亡我 强国从我做起 3月1日的《参考消息》头版头条十分醒目：《美将中国列为潜在核打击对象》，是日本《每日新闻》从美国战略司令部搞到的最新情报。 我跟踪美国战略研究已经20年。自改革开放以来，中国对美国战略已作出重大调整。中国不与世界任何国家为敌，一心一意搞建设。但是，我发现，美国对华战略只做了战术调整，在1979年到1989年期间，由于苏联是双方共同敌人的缘由，美国和中国的关系才表现得像一点正常国家关系，之后，就变得很不正常。只有在美国需要中国的时候，美国才给中国一点好脸。联想到美国对中国罄竹难书的刁难、杯葛、折腾，可以看出，美国始终是以改造、控制、威胁直至肢解的战略。不管中国人如何表达自己的善意，只要中国不愿意做美国的政治附庸和经济奴隶，美国对中国是不会改变看法和战略方针的。 这是中国学术界早晚都会明白的事，早一点明白，就会早一点唤醒国民。外患不可怕，怕的是看不到外患，更可怕的是认贼做友。知己知彼，百战不殆。 作为如笔者一样的老百姓，我们应该从自己做起，做一个对国家有用的人，多做一些对国家有用的事。勿以恶小而为之，勿以善小而不为。一人一把火，红透半边天。振作起来，奋发向上。一个国家有没有志气，要看这个国家的人的精神面貌。哀莫大于心死，愁莫大于无志。我们这么多人口，这么大的版图，我们为什么不能有尊严地自立于这个世界？ 不怨天尤人，不自暴自弃。爱国是每一个中国人的责任。国是我们共同的家，我们没有别的地方可去。除了爱国，我们也没有别的选择。太阳强大了，乌云会散去；我们强大了，外敌会惧我！ 要深入研究关系我国经济社会发展全局的重点、难点、热点问题，深入研究我们党长期执政面临的重大问题，深入研究国际政治经济形势发展变化带来的重大问题。 在新形势下，必须把研究重大战略问题摆在更加重要位置，不仅要形成浓厚的战略研究的氛围，还要逐步形成经常化、制度化的战略研究机制。我想要说的是，每一个研究人员，都要做胡主席号召的执行者，以实际行动，拿出自己的成果，而不是口是心非地喊几句动听的口号敷衍了事。稍有头脑和良知的人都知道，今天中国的内外形势，无论是国防安全、经济结构还是精神信仰，都已迫近了底线。胡主席讲话的真意就在于此。为国分忧，责无旁贷！