摘要
近年来，我国频繁发生地震、山体滑坡、泥石流等自然灾害，尤其是四川等西南地区，接连经历了2008年的“5·12”汶川大地震和2013年的“4·20”芦山强烈地震。如何快速有效地进行灾情监测、制定救灾方案、指导灾后重建是灾害应急亟待解决的问题。无人机倾斜航摄系统具有快速、灵活、获取数据精度高的特点，能够深入到有人机不容易到达的地区，且造价低，不会造成人员损伤。鉴于上述优点，无人机倾斜航摄系统在灾害应急中发挥了越来越重要的作用。本文对无人机系统的特点进行系统分析后发现，倾斜航摄仪的性能以及无人机运载平台的正确选择是决定无人机航摄系统所获取影像质量的两大关键因素，而国内外对该方面的研究尚处于起步阶段，尤其是相关硬件设备的研究发展极其缓慢。 按照对五镜头倾斜航摄仪和固定翼无人机运载平台进行参数比选、类型确定、优化设计以及集成试验的思路，本文开展了如下工作: (1)归纳总结国内外对固定翼无人机倾斜航摄系统相关技术的研究成果，分析并提出当前存在的问题。 (2)设计并优化五镜头倾斜航摄仪。归纳总结五镜头倾斜航摄仪的相机参数、性能指标，比选出最优的相机作为传感器，研究五镜头同步曝光技术，并对研究结果进行实验验证。 (3)设计并优化固定翼无人机运载平台。调研市场上各类型固定翼无人机，对其各项参数进行分析对比，确定综合性能最优的固定翼无人机作为倾斜航摄仪的运载平台，对其起降装置等方面进行重新设计，并进行试飞实验。 (4)集成测试五镜头倾斜航摄仪和固定翼无人机运载平台。对设计优化之后的五镜头倾斜航摄仪以及固定翼无人机运载平台进行集成，并对其性能进行实验测试。 实验表明:通过集成五镜头倾斜航摄仪和固定翼无人机运载平台，构建了固定翼无人机倾斜航摄系统。该系统能够有效解决小型固定翼无人机快速、有效地获取高质量倾斜影像的技术难题，实现安全、高效的航摄影像获取和快速、精准的三维模型构建。可以预见，集成优化后的系统在灾害应急中将发挥更为重要的作用。
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