无人机航空测绘与后期制作 课件 第七课时 航迹规划原理及流程

Writedownyourtitleandplanningcontenthere.BUYUNAVIATION航迹规划原理及流程BUYUNAVIATION航迹规划原理及流程一、航迹规划原理航迹规划流程二、航迹规划原理航迹规划原理定义航迹是指船舶和飞行器等航行时的轨迹船舶或飞行器在航行中，会受到各种因素的影响和干扰而产生航行误差，所以航迹一般不会是直线航迹规划原理定义航迹规划是指在一些特定的约束条件下，寻找运动体从起始点到目标点满足某些性能指标最优的运动轨迹航迹规划原理定义无人机航迹规划是指在综合考虑无人机机动性能、碰地概率和飞行时间约束等各种因素下，找到一条从起始点到目标点的最优或最佳的可行运动轨迹航迹规划原理定义目前，对任务规划系统中航迹规划问题的研究发展十分迅速。在各种自动化仪器的自动导航系统中，到处可见航迹规划技术航迹规划出现于信息时代，是许多新技术集合而成的结果航迹规划原理优点航迹规划技术充分利用了预先得到的地形信息，最终的规划航迹具有更好的安全性，因而无人机在完成任务时，安全性更高在航迹规划时，飞行器有很多飞行性能约束，必须要进行充分考虑，并且把这些因素加入规划过程中，保证规划的最终航迹是满足任务要求的航迹在航迹规划时考虑了飞行器燃料制约、规划环境中的禁飞区域限制等其他因素，利用航迹规划技术，可以使无人机完成任务所花费的代价较小，得到的航迹可靠性高无人机性能要求考虑因素航迹规划原理无人机的性能限制对航迹的约束主要有以下几方面：最大爬升/俯冲角。由无人机自身的机动性能决定，它限制了航迹在垂直平面内上升和下滑的最大角度最大转弯角。它限制生成的航迹只能在小于或等于预先确定的最大角度范围内转弯。该约束条件取决于无人机的性能和飞行任务考虑因素航迹规划原理最小航迹段长度。它限制了无人机在开始改变飞行姿态之前必须直飞的最短距离最低飞行高度。在通过敌方防御区时，需要在尽可能低的高度上飞行，减少被敌防空武器系统探测到并摧毁的概率。一般在保证离地高度大于或等于某一给定高度的前提下，使飞行高度尽量降低无人机航迹规划还必须考虑无人机的燃料限制和射程约束考虑因素航迹规划原理实时性要求如果无人机周围环境的变化区域较大时，则无人机必须具备实时在线规划功能由于任务的不确定性，无人机常需要临时改变飞行任务。在这些情况的干扰下，预先在地面规划出的航迹不可能满足要求当环境的变化区域不大时，可通过局部更新的方法进行航迹在线再规划考虑因素航迹规划原理实时航迹规划技术的发展不仅对计算机的性能和硬性条件有要求，也对算法在时间和空间复杂度方面提出更高的需求航迹规划技术实时性的提高，目前主要考虑航迹规划过程中的突发威胁，引入知识集成和模型预测控制对复杂环境中的威胁物进行处理考虑因素航迹规划原理智能航迹规划算法存在规划时间长、范围广的缺点，因此不断完善算法自身的缺陷，提高算法的搜索效率和准确度，是目前算法改进的主要目的未来，航迹规划算法的研究方向趋向于将两种或多种算法结合。同时，多种算法的融合需要考虑其算法在工程中的应用效果，需要学者对融合算法的性能进一步研究航迹规划流程航迹规划由资料准备，航线设计和参数检查三个部分组成地面分辨率（GSD）与模型精度航迹规划流程收集测区资料资料准备航迹规划流程测区行政区划图或其他纸质用图能够导入手簿或计算机适合航线规划的电子地图控制点坐标、高程资料有关飞机性能资料有关相机参数资料测图精度指标测区踏勘确定测区范围资料准备航迹规划流程通过测区踏勘，了解测区范围、面积大小、界线形状、地形情况和植被情况，分析上述资料的可用性和准确性为保证任务边缘三维模型的质量和效果，建模范围至少要超出任务区域外侧1.5倍航高的距离航迹规划流程根据地形和界线范围选择飞机起飞点，确定航线方向根据航飞天气确定相机相关参数根据测图精度确定地面分辨率（GSD）根据GSD计算航高根据GSD计算航向和旁向重叠度确定航飞时间计算航飞参数与任务量航线设计航线设计工作内容航迹规划流程影像GSD要求在2cm/px，建议选择多旋翼无人机和双相机三相位摆动式或者五镜头相机倾斜摄影系统影像GSD要求在5cm/px，建议选择固定翼无人机和双相机固定式倾斜摄影系统航线设计航线设计涉及GSD、相机质量、飞机类型的建议要求影像GSD、飞机类型与搭载的相机航迹规划流程重叠度设计建议航线设计与常规无人机垂直航空摄影重叠度要求相比，倾斜摄影要加大依据实际三维建模效果，如果使用五相机或双相机三相位摆动式倾斜摄影系统，一般航向重叠度要达到80%，旁向重叠度达到60%，在建筑物密集测区，旁向重叠度应提高到70%以上航迹规划流程变航高航迹规划设计航线设计当航摄范围内的相对高差较大时，实际GSD与按照基准面设计的GSD就会不一致，会影响模型的成果精度需要专门结合地形，设计一种变高航线，最大限度做到以相对较低且一致的航高获取测区内GSD相对一致的倾斜数据航迹规划流程当倾斜摄影飞行范围较大时，应将飞行范围划分为若干航摄分区，以便设计飞行航线和对任务进行分工航线设计倾斜摄影分区划分原则无人机类型及续航里程影像地面分辨率与三维建模处理系统的性能摄区相对高差航摄分区的划分主要考虑几个方面：航迹规划流程无人机类型及续航里程航线设计在无人机飞行作业时，飞机起降一般都在同一地点，为有效利用有效作业里程，航线设计一般采用双数敷设，航线尽可能长，且采取往返飞行航线设计长度一般按有效作业里程的1/2，1/4，1/6或1/8等设计航摄分区应考虑无人机的有效通信及控制距离，确保无人机安全航迹规划流程影像地面分辨率与三维建模处理系统的性能航线设计影像地面分辨率的高低，决定了倾斜照片的数量建议每次同时进行三维建模计算的照片数量控制在25000张以内一般2cm/px分辨率的航摄分区范围最大不超过5km2；5cm/px分辨率的航摄分区范围最大不超过25km2在满足最高点重叠度的前提下，最高点、最低点与基准面分辨率不超过1.5倍为宜航迹规划流程航摄时需要顾及地表高差影响，高差大于1/4相对航高时，建议分区进行航摄航线设计为了简化航线设计，一般采用航线设计软件或飞控软件的航线自动设计功能，飞行范围依据测区，并按直线敷设航线无人机飞控系统