本文關(guān)鍵詞：基于數(shù)字高程地圖（DEM）的便攜式地形感知系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機(jī)載地形感知與告警系統(tǒng)主要應(yīng)用于大中型民航運(yùn)輸飛機(jī),難以直接應(yīng)用于通用航空領(lǐng)域。本文依托“基于數(shù)字高程地圖(DEM)的便攜式地形感知與告警系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究”項(xiàng)目,針對(duì)目前國(guó)內(nèi)通用航空的切實(shí)需求,開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的便攜式地形感知原型系統(tǒng)。作為機(jī)組的輔助工具,系統(tǒng)通過(guò)直觀、簡(jiǎn)明的地形圖動(dòng)態(tài)跟隨顯示,來(lái)提高飛行人員在飛行過(guò)程中對(duì)地形的感知能力。本文對(duì)基于移動(dòng)計(jì)算技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、微型傳感器器技術(shù)、數(shù)字高程模型的低成本、便攜式地形感知系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,開(kāi)發(fā)了原型系統(tǒng),并進(jìn)行了初步的仿真測(cè)試。在傳統(tǒng)等高線提取算法的基礎(chǔ)上,本文首先建立區(qū)間樹(shù)索引,然后建立等值點(diǎn)數(shù)組,并將等值點(diǎn)全部找出,然后再進(jìn)行等高線的追蹤和連線。通過(guò)建立區(qū)間樹(shù)對(duì)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,提高等高線提取速度。根據(jù)動(dòng)態(tài)顯示地形圖的系統(tǒng)要求,在地形圖填充時(shí)使用了掃描填充算法來(lái)快速生成地形圖。原型系統(tǒng)中利用傳感器傳輸技術(shù)獲取飛機(jī)實(shí)時(shí)位置和高度數(shù)據(jù),并據(jù)此計(jì)算相關(guān)的飛行參數(shù)。當(dāng)飛機(jī)參數(shù)發(fā)生變化時(shí),應(yīng)用DEM數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)快速提取技術(shù),對(duì)地形圖進(jìn)行定時(shí)動(dòng)態(tài)填充、著色和刷新顯示；當(dāng)飛機(jī)經(jīng)緯度發(fā)生變化時(shí),用掃描填充算法對(duì)航路附近地形圖重新填充；當(dāng)飛機(jī)高度變化時(shí),對(duì)航路附近地形圖重新著色填充；當(dāng)飛機(jī)航向發(fā)生變化時(shí),通過(guò)地形圖的旋轉(zhuǎn)來(lái)呈現(xiàn)航向的變化；當(dāng)飛行員需要不同視野的地形圖來(lái)觀察地形狀況時(shí),用雙線性內(nèi)插算法實(shí)現(xiàn)對(duì)地形圖的縮放。最后,通過(guò)仿真對(duì)原型系統(tǒng)進(jìn)行了初步驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)測(cè)試,系統(tǒng)能夠在飛行過(guò)程中隨飛行參數(shù)的變化動(dòng)態(tài)地顯示飛機(jī)前方特定范圍內(nèi)的地形圖,并通過(guò)不同顏色來(lái)區(qū)分地形障礙的等級(jí),初步實(shí)現(xiàn)了航路附近地形圖的動(dòng)態(tài)跟隨顯示,是提高飛行人員地形感知能力的有效輔助工具。
【關(guān)鍵詞】：DEM數(shù)據(jù) 等高線提取 動(dòng)態(tài)填充 地形感知
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)民用航空飛行學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V249
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 相關(guān)研究技術(shù)現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 地形感知與告警系統(tǒng)11
• 1.2.2 基于DEM的地形圖的生成方法11-13
• 1.2.3 圖像縮放13-14
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容和研究意義14-15
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容14
• 1.3.2 研究意義14-15
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)15-16
• 第二章 便攜式地形感知系統(tǒng)16-25
• 2.1 系統(tǒng)功能分析16-17
• 2.2 系統(tǒng)構(gòu)成17-19
• 2.3 DEM數(shù)據(jù)源19-21
• 2.4 系統(tǒng)硬件平臺(tái)選型21-22
• 2.5 系統(tǒng)軟件平臺(tái)22-23
• 2.6 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境23
• 2.7 外置傳感器與主機(jī)的通信23-24
• 2.8 本章小結(jié)24-25
• 第三章 基于DEM的等高線提取算法及地形圖的生成25-38
• 3.1 常見(jiàn)的等高線提取算法25
• 3.2 基于區(qū)間樹(shù)索引在等高線提取算法25-31
• 3.2.1 區(qū)間樹(shù)的概念和特性25-26
• 3.2.2 等高線起點(diǎn)的查找26-28
• 3.2.3 等高線的生成28-30
• 3.2.4 算法分析30-31
• 3.3.5 算例31
• 3.4 等高線地形圖的填充31-33
• 3.5 等高線地圖的放大算法33-37
• 3.5.1 等高線地形圖的放大33-34
• 3.5.2 等高線地圖插值法放大算法34-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 第四章 跟隨飛機(jī)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)地形顯示38-54
• 4.1 飛機(jī)位置數(shù)據(jù)的采集與獲取38-41
• 4.1.1 飛機(jī)位置數(shù)據(jù)的采集38
• 4.1.2 飛機(jī)位置數(shù)據(jù)的獲取38-41
• 4.2 飛機(jī)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的計(jì)算41-42
• 4.3 DEM數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)42-43
• 4.4 飛機(jī)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)地形顯示43-46
• 4.5 飛機(jī)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)地形顯示技術(shù)46-51
• 4.5.1 飛機(jī)水平位置驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)地形顯示46-47
• 4.5.2 飛機(jī)高度變化驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)地形顯示47-48
• 4.5.3 飛機(jī)航向變化驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)地形顯示48-50
• 4.5.4 飛機(jī)視野變化驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)地形顯示50-51
• 4.6 用戶界面的設(shè)計(jì)51-53
• 4.7 本章小結(jié)53-54
• 第五章 系統(tǒng)仿真測(cè)試54-57
• 5.1 測(cè)試飛機(jī)和特定飛行區(qū)域的選取54
• 5.2 仿真測(cè)試54-55
• 5.3 測(cè)試結(jié)果分析55-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果60-61
• 致謝61

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