基于MUAV平台的ARGIS扩展技术

ARGIS发展的瓶颈问题是三维注册技术，MUAV监控端基本不具备空间信息分析与处理能力。本项研究将MUAV平台引入到ARGIS中，使ARGIS中的观察点提升到空中，将观察点与增强现实信息处理分开，在扩大观察视野范围的同时，提升其数据分析处理能力。此外可避免因GPS信号失锁产生的三维注册错误问题。对MUAV而言，通过引入ARGIS，可极大地提升其监测侦察能力与其监控端的空间信息分析、处理与获取能力。本项申请在集成ARGIS与MUAV平台的基础上，重点研究MUAV无线数字影像流的空间信息增强技术与基于MUAV影像的高密度数字表面模型（DDSM）的快速自动生成技术。

本项研究将无人机平台引入到ARGIS中，使ARGIS中的观察点提升到空中，将观察点与增强现实信息处理分开，在扩大观察视野范围的同时，提升其数据分析处理能力。同时可避免因GPS信号失锁产生的增强现实三维注册错误问题。对无人机平台而言，通过引入ARGIS，可极大地提升其监测侦察能力与其监控端的空间信息分析、处理与获取能力。从而一方面解决了ARGIS发展过程中的瓶颈问题，即三维注册技术，另一方面也提升了无人机地面站的监控性能，使其具备一定的空间信息分析与处理能力。..本项研究总体上依照任务书的内容按原计划有序地开展，主要完成了以下几方面的主要研究内容：. 1）研究了面向增强现实应用的二维数据到三维数据的快速自动转换问题，可以将普通二维数字地图数据自动转入ARGIS系统中加以管理；. 2）探讨了面向无人机移动平台的实时增强现实技术的三维空间数据管理问题，提出了基于无人机位置与姿态信息驱动的远程数据传输方法，建立了基于XML描述语言的三维空间数据管理系统，该系统不仅可以实现对任意位置空间信息的存贮、检索，同时也能实现对图像以及视频信息的分发与共享；. 3）构建了适用于ARGIS系统的微型无人机平台，并研发了一套高精度实时定位测姿系统，使得无人机在飞行过程中的位置与姿态参数能够准实时、高精度地传输到地面监控端加以处理；. 4）研究了对无人机载视频流的空间信息实时增强技术，提出了一套行之有效的ARGIS交互注册方法，利用高精度传感器数据与人工交互方法相结合的动态注册技术，解决了传统视频流注册的瓶颈问题；. 5）提出了一种基于曲面法向量的立体匹配算法用于DDSM的构建。该算法利用法向量的特点，提取三维场景的稀疏深度图，一方面避免了纹理缺乏区域的错误匹配，同时提高了边界位置的匹配准确度，另一方面为3DGIS中的三维场景（或对象）建模提供了方便；. 6）综合相关理论与技术，研发了一套基于无人机平台的扩展ARGIS系统，该系统一方面能实时监测无人机的位置与姿态信息，另一方面对无人机实时传输的远程视频进行同步增强处理，使观察者浏览现场实景的同时，也能实时浏览到相关地理信息，并可基于这些地理信息进行空间分析。