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针对轻小型无人机遥感组网飞行的高程安全要求,本文设计了基于INS/GPS/气压计的多源信息冗余容错测量方案。通过分析轻小型无人机遥感组网应用时复杂多变的工作环境对可靠性与容错能力的要求,采用了联邦滤波算法进行多传感器冗余信息融合。本文分析了联邦滤波结构及算法,通过计算得出了系统容错性好以及滤波精度高的信息分配系数取值原则,并在此基础上提出一种基于故障特征信息熵的Pignistic概率转换容错信息分配方法。该算法可得到清晰准确的故障概率分布,根据此概率分布运用信息熵来确定系统故障概率,进而结合信息分配系数的取值原则得出组合测量系统各个子系统的权重比。通过算例仿真验证了不同信息分配系数主要影响子系统的估计误差和容错性能,而对联邦主滤波器的融合估计误差影响较小,说明了本文的容错信息分配方法能够为各子系统分量提供可靠的分配系数。在旋翼无人机平台上的定高悬停实验证明了该方法能将无人机高程误差减小为传统联邦滤波算法的四分之一,进一步说明了该方法能提高无人机高程安全监测系统的精度及容错性。 相似文献
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中国无人机遥感技术突破与产业发展综述 总被引：3，自引：0，他引：3
无人机是未来网络环境下一种数据驱动的空中移动智能体,而无人机遥感则是无人机应用最重要的引领性产业。本文首先以国内外无人机遥感发展现状为背景,重点概述了中国无人机遥感21世纪以来“十五”到“十三五”所获得的具有代表性的国家支持与推动的发展历程,阐述了无人机遥感定标场,航空航天定标场的建立以及应用验证,包括无人机遥感系统的载荷与系统技术发展;然后,进一步阐述了以遥感定标场、地物参量引导载荷性能、系统模型为代表的中国无人机遥感的相关技术跨越;接着,概略介绍了无人机遥感在国防反恐安全以及跨国应急救援,国土测绘与海洋岛礁测绘应用,地质灾害应用以及国家应急救援等领域的产业应用;最后,介绍了中国在无人航空遥感领域展开的跨越性的工作,包括组网智能控制、精度和实时性度量基础、载荷平台自组织冗余容错、遥感大数据云处理技术和无人机遥感组网实用化等内容。未来无人机遥感发展的总体目标是建立起具备迅捷信息获取能力的无人航空器组网观测系统,实现无人航空器组网技术由项目层面跨越到遥感领域,同时也为中国成为世界遥感强国的国家战略跨越奠定基础。 相似文献
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无人机因其灵活、高分辨率等特点在遥感领域中得到了广泛应用,但是目前的无人机遥感多为单机作业,存在缺乏组网协同规划、作业效率有待提高等问题。无人机组网遥感观测能够克服单机作业存在的问题,可以实现多尺度、多平台、多载荷的高频次迅捷组网观测,快速获取大范围的超高分辨率数据,为大范围的生态环境监测、洪涝灾害监测以及国土安全应急监测提供数据支撑。无人机航迹规划能够为高频迅捷的无人机组网观测提供最优航迹。本文针对日益繁杂的航空遥感任务,以及无人机野外台站资源的逐渐完善,提出了基于野外台站的无人机遥感航迹规划模型,以优化后的单机航迹为基础,以无人机数量最少为目标进行多机组网任务分配,旨在解决基于台站的无人机组网航迹规划问题。首先对单机航迹进行优化,将无人机总航程分为有效作业航程和非有效作业航程,通过分析单机作业的任务约束,证明了非有效作业航程最短时作业效率最高,非有效作业航程由转弯航程以及无人机往返于台站的航程决定,因此,确定提高单机作业效率的航迹优化方法：采用“最小宽度”的方法确定最优飞行方向以减少转弯航程,以无人机往返于台站航程最短为原则确定最优的任务起点;其次,以优化后的单机航迹为基础,提出基于台站的无人机组网任务分配算法,考虑每架无人机往返于台站的航程,充分利用无人机的续航能力,以无人机数量最少为目标进行任务分配,从而获得基于台站的无人机组网航迹规化结果。通过仿真分析,验证了本文模型的有效性和正确性。 相似文献
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作物胁迫无人机遥感监测研究评述 总被引：1，自引：0，他引：1
作物胁迫是全球农业发展的一个重要制约因素,实现快速、大范围、实时的作物胁迫监测对于农业生产具有重要意义。传统的作物胁迫监测方式,如田间调查、理化检测和卫星遥感监测总是受到各种田间条件或大气条件的制约。随着无人机和各种轻量化传感器的快速发展,其凭借高频、迅捷等优势为各种作物胁迫监测提供了一套全新的解决方案。本文在介绍了目前主流的多种无人机和传感器的基础上,首先对目前无人机遥感用于作物监测的主要胁迫类型进行了梳理,然后重点阐述了基于光谱成像和热红外传感器进行作物胁迫无人机遥感监测的应用和技术方法,最后提出了作物胁迫无人机遥感监测尚需解决的关键问题,并展望了未来无人机遥感用于作物胁迫监测的前景。 相似文献
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《国土资源》2012,(9):60-65
媒体广场11个沿海省计划建无人机基地日前,我国管辖海域的无人机遥感监测试点工作已进入收尾阶段,即将开始成果验收。下一步,国家海洋局计划在全国11个沿海省(区、市)各建设一个无人机基地,每个基地至少配备一架无人机,负责监测省内管辖的海域,届时我国沿海各地海域将实施无人机遥感监测。海域监控无人机将主要面向国内生产商购置设备和软件服务。目前,我国海域动态监视监测的主要手段是卫星遥感、航空遥感、现场监视监测和远程视频监控。据介绍,这几种监测手段在应用中存在一些相对不足,如卫星遥感监测受制于天气和拍摄周期等因素,在一些区域长年无法获取一次质量较高的影像;航空遥感监测具有较大的局限 相似文献
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以中国气象局提供的地面观测站点逐小时降水数据为基准数据,综合评估了目前国际上主流的高分辨率多卫星遥感降水在2015年强台风灿鸿所带来的极端降水事件中的表现。结果表明:1所有的卫星遥感降水产品在此次极端降水事件中对实际降水都存在着低估,其中IMERG系列下经过校正的Final产品IMERG-Final-Calibrated表现得最好;2IMERG-Late-Calibrated在实时产品中表现最好,一定程度上可以满足极端降水事件监测对实时性的要求;3总的来说,在此次极端降水事件中,不管是滞时类产品还是实时类产品,IMERG系列卫星降水的表现均要好于TMPA系列下卫星降水的表现。 相似文献
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近年来,针对中国生态环境、洪涝灾害应急响应、国土安全监测等遥感观测任务,无人航空遥感手段需求越来越多。构建异构无人航空器遥感观测多任务集群系统是近几年的发展目标,为完成无人航空遥感生态建设,垂直起降无人机以其不受场地限制起降又可快速巡飞的特点,在多个领域发挥着越来越大的作用。本文主要研究内容包括国内垂直起降无人机发展现状调研、面向航空遥感应用市场的无人机分析及典型机型介绍、垂直起降无人机在遥感领域的应用场景及案例分析、垂直起降无人机在遥感领域的应用前景及发展趋势等。通过广泛调研及深入分析可知,目前垂直起降固定翼无人机正逐步取代多旋翼飞行器的主导地位;垂直起降无人机占据了遥感应用无人机80.47%的市场份额;动力多元化、系统智能化、布局多样化、尺寸小型化等是面向遥感应用的垂直起降无人机的发展方向。本文较为全面地阐述和剖析了面向遥感应用的垂直起降无人机的相关内容,为遥感航空无人机生态建设提供了参考与支撑。 相似文献
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针对硬实时系统中采用的N重冗余容错模式存在代价大和容错效率不高的问题,在硬实时分布并行系统中提出了一种熵容错模型,将数据/任务按给定的约束分割为惯性和非惯性两个子集,其中惯性分量的未来状态是可估值的,非惯性分量是不可预测的。在容错实现中,对惯性分量不做冗余,在故障引起的间断期则对其估值;对非惯性分量进行多重冗余,从而使系统在故障活动期内仍能提供可信服务。应用证明该模型在惯性分量权重较高的系统中能够以低于2的容错因子包容多个故障,改善容错效率。 相似文献
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青藏高原作为地球第三极增温明显,相关研究多集中于青藏高原冰雪动态,很少关注冰雪消融后岩漠的变化。岩漠通过地气相互作用影响着全球气候变化的区域差异。本文通过梳理青藏高原冰雪、冰雪消融区、岩漠动态变化遥感监测方法体系,着重分析了各遥感数据来源及提取方法的优缺点和适用性,并对基于遥感技术条件下青藏高原冰雪动态监测、冰雪消融区岩漠动态变化监测的数据来源、研究方法与技术进行了总结。目前,青藏高原冰雪动态变化遥感监测数据来源多样、研究方法成熟,而冰雪消融区岩漠动态变化遥感监测尚未形成系统研究。在人为干扰不明显背景下,青藏高原冰雪消融区岩漠的动态变化,在一定程度上也可作为对冰雪变化遥感监测的补充。 相似文献
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低空无人机航摄系统应用实例研究 总被引：1，自引：0，他引：1
低空无人机航空摄影测量系统作为目前高效的高分辨率航空影像获取系统,可以在云层下低空甚至超低空平稳飞行并获取影像,不仅弥补了卫星遥感和常规航空摄影经常因云层遮挡获取不到影像的缺陷,也解决了传统卫星遥感重访周期过长,应急不及时等问题。无人机的飞速发展,为各个方面提供了新的技术,也快速的渗透到各个行业,如航摄型无人机、气象监测型无人机、地质勘测型无人机、农药喷洒型无人机、林业普查型无人机、电力电网巡航型无人机等,依托计算机技术、通讯技术、飞控技术、测控技术等让无人机进入到大发展的阶段,目前无人机遥感平台有:固定翼无人机、直升翼无人机、飞艇、六旋翼无人机平台等。 相似文献
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面向中国洪涝灾害应急监测的无人机空港布局 总被引：1，自引：0，他引：1
当前洪涝灾害对社会的经济发展和人民生命财产安全构成严重威胁。无人机机动、灵活,安全性高,可迅捷甚至实时获取灾区影像,对灾情的快速评估和应急救援决策意义重大。遥感无人机在洪涝灾害救援中能够发挥的重要作用已得到广泛共识,但是由于灾害的突发性,缺乏就近部署的资源制约了无人机遥感观测和救援作用的发挥。针对突发灾害,在区域和全国范围内建立起一定的无人机遥感应急体系成为国家面向未来正在考虑的选项。基于此,本研究提出了基于中国科学院的野外台站构建全国无人机遥感观测网的设想。本研究以中国防范洪涝灾害等级分布数据、行政区划数据、中国科学院野外台站分布数据和当前无人机性能数据库为数据源;以行政区划离散并提取的中心点作为需求点,台站作为设施点,不同洪涝等级区域内需要无人机进行应急观测的重要程度作为权重,利用最大覆盖选址模型进行空港选址布局;利用成本-效益曲线确定台站的最佳数量,最终从268个台站中选取出81个作为支撑全国洪涝灾害无人机遥感观测网络的无人机空港。无人机空港布局结果在理论上能够实现对中国绝大数突发洪涝灾害在2 h内初步完成洪涝观测,这对于构建中国空天地一体化的洪涝灾害监测体系具有重要意义。同时,本研究中的方法和成果对于进一步构建行业和综合性的全国无人机遥感观测网也具有一定借鉴和参照意义。 相似文献
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基于改进蚁群算法的无人机低空公共航路构建方法 总被引：4，自引：0，他引：4
日益增加的无人机数量和飞手自由规划航线给航空安全带来极大隐患。构建一个安全、高效的航空飞行环境,可以为无人机活动设立隔离空域,并在隔离空域内规划无人机低空公共航路,以提高低空空域利用率,为无人机交通管理提供决策依据。本研究充分考虑无人机近地表飞行及其即时通讯等特点,以天津市为例,基于地理信息技术构建以多源地理空间数据为基础的无人机低空飞行环境,包括低空蜂窝网络环境、大气环境和政策空域环境等,并改进传统蚁群算法以搜索无人机最优路径,得到该区无人机低空公共航路网。研究结果表明,改进的蚁群算法大大提高了路径搜索效率,满足无人机航路规划的高时效性、动态更新等要求;并且天津市航路长度符合市场上现有的无人机最远航程要求,基本满足现有的无人机运输要求。本研究描述的无人机低空公共航路研究的核心算法和关键技术,可以为无人机管控系统提供核心技术支撑。 相似文献
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无人机是获取地表数字图像和进行样品采集的重要手段,近年来在沉积学领域正逐渐成为一种新兴的研究手段,改变着沉积学的研究范式。然而,目前国内基于无人机的沉积学研究尚处在起步阶段,本研究拟回顾近年来无人机在沉积学领域研究中的重要应用,对所涉及的关键技术背景和存在的问题进行了讨论,总结并展望了未来的发展前景,以期对后续相关研究提供参考。主要从沉积露头的三维数字重建、高分辨率沉积结构和构造特征的提取以及无人机协助样品采集3个方面综述了无人机在沉积学应用中的软硬件要求及典型研究案例。利用无人机摄影测量技术构建数字露头模型,有利于从多个空间尺度和视角观察沉积露头的几何形态、沉积相与岩相组合情况,结合数字露头模型信息提取软件,可对粒度、交错层理和生物遗迹等沉积结构和构造特征进行大范围的远程而高效的提取,未来还可进一步应用于沉积学野外实践教学工作中。此外,对无人机本身进行改造,还能够协助进行冰心等沉积物样品的采集。应用无人机技术进行沉积学研究,具有低成本和高效率的优势,保证了数据的时效性和连续性,也提高了野外工作的安全性。但是,无人机技术在数据可重复性、点云处理以及图像与模型质量方面也存在着不足。未来可借助人工智能方法,以及通过制定无人机图像采集与处理流程的标准规范来进一步改善。 相似文献
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Unmanned Aerial Vehicles(UAVs) have become popular and their use in agriculture monitoring is attracting more and more attention. There has emerged another class of agricultural UAVs whose normal consumer grade Red/Green/Blue(RBG) bands cameras have been modified to include the Near-Infrared(NIR) band by replacing one of the visible channel bands. This reduces the cost for agricultural UAVs. However, few researches have assessed the suitability of these modified UAV cameras in agricultural remote sensing. This study employed a modified UAV consumer grade camera with Blue/Green/Near Infra-red(BGNIR) bands to assess its applicability in crop remote sensing monitoring. Two experimental fields in Eastern Zimbabwe were used to assess the applicability of the modified BGNIR UAV camera in potato stress detection, maize senescence monitoring and chlorophyll concentration variations in bananas. Processed Green Normalized Vegetation Index(GNDVI) maps from the UAV imagery were compared with actual ground data of geo-tagged images taken during the UAV flights. Visual comparison between the ground and UAV imagery showed positive correlation. Highly stressed potato plants had lower GNDVI values than the healthier looking plants. Matured maize canopies also had lower GNDVI values than the late mature plants whose leaves were still green. GNDVI values in bananas from the first flight ranged from 0.094 91 to 0.334 74 and after the application of Nitrogen/Phosphorous/Potassium(NPK) fertilizer the GNDVI values ranged from 0.124 61 to 0.555 64. Increase in nitrogen also increases chlorophyll concentration in plant leaves hence the values of GNDVI increase after fertilization. We conclude that consumer grade modified UAV cameras are suitable in remote sensing of agricultural crops. Their adoption and utilization reduce the cost burden on farmers in developing countries especially in Africa, and help them to monitor their crops more efficiently. 相似文献