六旋翼無人機在城市測量中的應用解析

柳雄

摘 要：六旋翼無人機在城市測量中的應用，不僅為城市測量提供了便捷性，同時在很多方面保證了城市測量的準確性。文章首先分別介紹了六旋翼無人機的系統組成與功能特點，其次結合城市測量中的實際應用與測量技術分析，從而認識到六旋翼無人機對城市測量的重要性，目的在于加大六旋翼無人機在城市測量中的應用，幫助其發揮真正測量價值。

關鍵詞：六旋翼無人機 城市測量 無線傳輸 航跡設計

中圖分類號：P237 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（a）-0013-02

城市測量中，因為測量期間限制條件較多，加上固定翼飛機安全性得不到保證，所以應用六旋翼無人機，其本身具備垂直起降的優勢，還可以隨時在空中懸停，并不受到空中飛行條件的限制，正因為如此，城市測量不斷加大對六旋翼無人機應用研究力度。

1 六旋翼無人機系統組成

六旋翼無人機應用研究，必須掌握其主要系統組成，這樣才能更好的發揮在城市測量中的價值。此無人機包括多個系統結構，比如飛控系統、無人機增穩云臺系統、六旋翼無人機平臺、機載攝影測量、接收系統、多通道無人機遙控等。對比其他旋翼機，六旋翼無人機從很多方面都得到優化，體積小、機動性強、操作便捷、重量輕且目標特性明確。對于城市測量中多元化的測量要求，六旋翼無人機具有突出的適應性優勢。

2 六旋翼無人機功能特點分析

對于六旋翼無人機的功能特點分析，首先必須清楚其屬于多旋翼無人機類型，這種類型的無人機都具備垂直起降以及空中懸停特點。六旋翼無人機與四旋翼、八旋翼無人機相比，在很多方面都得到升級優化，當然其具體功能特點如下。

（1）機體尺寸更合理，與城市測量對無人機的要求相符。同時機體設計模式與結構組成等都非常合理。再者機載攝像機攝像技術更先進，攝像抓拍更迅速，傳感器設備更先進，與其他無人機相比性價比更高。

（2）無人機機身重量輕，并不會因為繁重的機體影響其飛行速度。在機身的周邊增設旋翼數量，雖然對總重量會造成一定的影響，但是卻不影響其飛行速度，并且提升了六旋翼無人機的飛行動力。飛行器得到明顯優化，飛行控制能力更強，隨時保證無人機飛行系統推動力充足，避免受到機體抖動或者城市側風的影響[1]。

（3）無人機運行系統穩定，多余度可靠性高。尤其是六旋翼無人機飛行期間，每個旋翼都在運行，如果其中某個旋翼出現問題停止運行，并不會影響其自身飛行的穩定性，依然可以保持平衡飛行狀態。

3 六旋翼無人機在城市測量中的應用與關鍵技術研究

3.1 六旋翼無人機城市測量應用

對六旋翼無人機在城市測量中的應用進行實驗研究，主要目的在于分析六旋翼無人機在城市測量中的精準度與穩定性。六旋翼無人機因為屬于全自動飛行設備，并不會受到城市測量中環境、風向等因素的影響，同時以增穩云臺配置為基礎，很大程度上確保了六旋翼無人機飛行的穩定性。此次實驗中的六旋翼無人機攝像機為微單類型，航測清晰度與效率更高。以A城市作為航測對象，地形圖比例設定為1∶500，六旋翼無人機的主要任務是采集地形圖。當天測量工作開始，該城市的天氣為晴朗，并且風力為三級。無人機測量飛行時間10min，因為城市地形原因，要求無人機飛行高度必須達到200m。測量的控點主要設定16處。根據六旋翼無人機測量圖畫及時進行后期處理，期間因為3個控點障礙物遮掩無法測量清除，其余控點全部測量完整。對測量點進行高程精度對比，對比數據見表1。

結合上述高程測量對比結果發現，高程點的差值均值為0.167。實驗測試是采用全站儀的方式進行測量，其中圓柱體則以歸心測量為主，將測量數據進行對比分析。根據測量對比結果發現，遇到遮擋物的情況下，不能在出現區域碎部點影像，并且在測試中與全站儀存在偏差，將近15cm，但是在高程點測量下，則偏差為17cm，與城市測量采集數據需求相符。當然六旋翼無人機測量期間，不管是在實際作業率方面還是在測量能量消耗方面都得到明顯進步，并且全過程以自主飛行為主，飛行過程中所有參數均正常，同時飛行狀態十分穩定。

3.2 六旋翼無人機關鍵技術

3.2.1 無人機飛行控制技術

無人機飛行控制技術，借助于微型飛行器，并且驅動系統中包含非線性與多變量功能，不僅能夠保證無人機飛行期間不受到物理因素的影響，同時還能夠突破陀螺效應、重力特性以及旋翼慣量矩的限制。飛行控制技術，幫助無人機保持飛行穩定性，并且提高無人機的飛行安全。通過加速度計、磁強計輸出等方式，準確計算角速度、加速度與磁強信息融合，按照計算結果設置控制質量，調整無人機飛行參數，保證無人機飛行穩定性。

3.2.2 無線傳輸

通常情況下，無人機需進行傳輸的數據信息主要為飛行數據、航拍數據、傳感器收集數據，當不需要數據具有較強時效性時，可根據運用容量較大存儲設備進行數據信息存儲工作，當對數據時效性要求較高時，需要第一時間進行傳輸，為無人機的科學控制提供良好的保障與基礎。進行城市測量工作期間，無人機運用的無線傳輸技術主要存在三方面問題：首先，數據傳輸效率相對較差，遠距離以及高效性傳輸質量難以得到良好的保障；其次，無人機在進行城市測量工作期間環境具有較強的復雜性，電磁干擾情況也時有發生，需工作人員根據實際需求使用科學信道控制接受的數據信息，而當前無人機數據信息傳輸穩定性、安全性、抗干擾性等都有待提升；最后，微型無人機由于其荷載性影響，使得其僅僅可以使用兩塊鋰電池進行工作，但想要促進無人機航拍時間的提升，強化航拍工作質量，就需要對無線傳輸設備實際功耗問題進行科學的解決。

3.2.3 攝影測量技術、航跡設計

在各種因素影響下，無人機所搭載的攝像測量器通常為單反相機或微單反相機，攝像質量對于測量精準度有著直接影響，這也是無人機測量主要的技術之一。與此同時，想要促進影像數據具有較高的質量，促進測量精準性的提升，還需要根據實際需求將多維度數據與多傳感器進行有機整合技術作為主要基礎[2]。

所謂無人機航跡設計就是在相關工作條件影響下，制定從起始位置至終點并且符合各種性能標準的良好飛行軌跡，這也是無人機進行自主飛行的主要特點。也就是根據城市測量工作需求，結合無人機飛行續航時間與特點對飛行航道進行科學設計，對無人機飛行速度、距離、高度以及轉彎等進行控制，進而確保其符合不同城市測量工作的各種要求，為實現跨區域多任務工作奠定堅實基礎。

4 結語

綜上所述，六旋翼無人機在城市測量中的應用發展，主要基于低空無人機技術的研究與發展，在定點監控、影視航拍、空中監測、地理勘察以及高壓線路監察等方面廣泛應用。尤其是航空攝影與無線傳輸等技術的研發，在一定程度上對無人機測量提出更高標準，縮小測量范圍，提高測量精度，逐漸被城市測量得以廣泛應用。

參考文獻

[1] 陳琦，陳航.無人機傾斜攝影測量技術在城市更新基礎數據調查工作中的應用研究[J].智能城市，2018，4（11）：21-22.

[2] 張治拉，王子軍.無人機攝影測量及在城市規劃中的應用[J].建材與裝飾，2018，542（33）：245-246.