建筑领域低空信息采集技术基础性研究
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摘要
信息采集是建筑领域中一项重要的科研内容,建筑测绘、区域现状调查、环境数据采样等都属于信息采集范畴,所以建筑领域中,建筑史、建筑设计、城市规划、景观环境、建筑物理等专业都有对应的常见信息采集任务。
在本论文中,“低空信息采集平台(技术)”是指利用无人航空器作为信息收集设备的载具,由地面人员控制,在空间中进行快速移动以覆盖广域范围并大量收集、存储、传回目标信息的作业平台和相关技术。因为无人航空器体积小、机动灵活,适于近地面、高精度作业,为了和传统的载人遥感、宇航遥感等技术相区别,所以称作“低空平台”。
以无人航空器应用技术、建筑领域近距离信息采集技术为基础的建筑领域低空综合信息采集平台和传统的载人飞行作业平台相比具有廉价、安全、使用便捷、高效的优点;和建筑领域长期采用的人工作业相比人员劳动强度更低、速度更快,尤其是大大提高了信息采集的空间自由度,不仅不受到地面人员、交通条件的限制,也没有大型载人平台高度的限制,可以从零至数千米的不同距离、高度、角度上对建筑目标进行各种类型的信息采集作业,完成原来无法想象的高难度作业项目。
本文总结天津大学建筑学院此课题近几年的研发经历、试验结果,对平台建设过程进行总结,分析其中产生的主要问题,介绍融合的新技术、得到的主要成果,以期抛砖引玉,将这一新兴的跨学科研究方向继续推进深入。本文分为基础技术准备、试验作业总结、各类型成果分析、高级应用分析以及普及应用展望这几个章节,首先简介飞行器作业原理,从设备选型、购置、人员技术培训几个方面分析如何建立基本作业平台,对关键部件的性能参数配合重点描述;其后通过大量实例列举和对实验结果的详细分析,总结通用的作业方法、技术要点,并针对建筑领域的常见作业条件和任务要求分析对作业平台进行改进和升级、添加辅助作业设备。在完成所有的技术准备后,本文分类介绍平台能够采集的信息和内业信息处理的流程、软硬件系统,以及在每一个应用领域的用途。最后,本文将无人空中信息采集平台与传统载人遥感系统、卫星遥感系统以及新兴的地面测绘仪器进行对比分析,对于该平台在建筑领域以及遗产保护、文物考古、农林环境等相关领域的应用前景、发展方向进行了分析、展望。
The Low Altitude Remote Sense System for architecture is based on unmanned aerial vehicle platform. It’s cheaper, safer, more convenient and efficient than traditional RS equipments. To serve as a info-acquiring instrument for architectural design, urban planning, cultural heritage protection, it can be used for investigation, photogrammetry, air sampling, and so on. This LARS system will become a new facility in the realm of architecture, agriculture, environment and archeology in few years. On the basis of experimentation with real situation, the author give us the most sorts of the UAV and their capability, specialty, and so on. The key points to establish a basic platform is selecting a fit type of aircraft, technical training of user and equipment assembly. First, the parameters and assembly works of each parts on the platform is shown in the article. Second, on the analysis of many experimentations, the author acquire the methods of upgrade the system in order to fit using for architectural information acquiring. After the presentation of all the technical preparations, this dissertation give us the usage of the LARS system in each study of architecture. At last, we compare this system with traditional RS equipments, such us satellite, manned aircraft and new info-acquiring facilities.
在本论文中,“低空信息采集平台(技术)”是指利用无人航空器作为信息收集设备的载具,由地面人员控制,在空间中进行快速移动以覆盖广域范围并大量收集、存储、传回目标信息的作业平台和相关技术。因为无人航空器体积小、机动灵活,适于近地面、高精度作业,为了和传统的载人遥感、宇航遥感等技术相区别,所以称作“低空平台”。
以无人航空器应用技术、建筑领域近距离信息采集技术为基础的建筑领域低空综合信息采集平台和传统的载人飞行作业平台相比具有廉价、安全、使用便捷、高效的优点;和建筑领域长期采用的人工作业相比人员劳动强度更低、速度更快,尤其是大大提高了信息采集的空间自由度,不仅不受到地面人员、交通条件的限制,也没有大型载人平台高度的限制,可以从零至数千米的不同距离、高度、角度上对建筑目标进行各种类型的信息采集作业,完成原来无法想象的高难度作业项目。
本文总结天津大学建筑学院此课题近几年的研发经历、试验结果,对平台建设过程进行总结,分析其中产生的主要问题,介绍融合的新技术、得到的主要成果,以期抛砖引玉,将这一新兴的跨学科研究方向继续推进深入。本文分为基础技术准备、试验作业总结、各类型成果分析、高级应用分析以及普及应用展望这几个章节,首先简介飞行器作业原理,从设备选型、购置、人员技术培训几个方面分析如何建立基本作业平台,对关键部件的性能参数配合重点描述;其后通过大量实例列举和对实验结果的详细分析,总结通用的作业方法、技术要点,并针对建筑领域的常见作业条件和任务要求分析对作业平台进行改进和升级、添加辅助作业设备。在完成所有的技术准备后,本文分类介绍平台能够采集的信息和内业信息处理的流程、软硬件系统,以及在每一个应用领域的用途。最后,本文将无人空中信息采集平台与传统载人遥感系统、卫星遥感系统以及新兴的地面测绘仪器进行对比分析,对于该平台在建筑领域以及遗产保护、文物考古、农林环境等相关领域的应用前景、发展方向进行了分析、展望。
The Low Altitude Remote Sense System for architecture is based on unmanned aerial vehicle platform. It’s cheaper, safer, more convenient and efficient than traditional RS equipments. To serve as a info-acquiring instrument for architectural design, urban planning, cultural heritage protection, it can be used for investigation, photogrammetry, air sampling, and so on. This LARS system will become a new facility in the realm of architecture, agriculture, environment and archeology in few years. On the basis of experimentation with real situation, the author give us the most sorts of the UAV and their capability, specialty, and so on. The key points to establish a basic platform is selecting a fit type of aircraft, technical training of user and equipment assembly. First, the parameters and assembly works of each parts on the platform is shown in the article. Second, on the analysis of many experimentations, the author acquire the methods of upgrade the system in order to fit using for architectural information acquiring. After the presentation of all the technical preparations, this dissertation give us the usage of the LARS system in each study of architecture. At last, we compare this system with traditional RS equipments, such us satellite, manned aircraft and new info-acquiring facilities.
引文
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