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博碩士論文 etd-0510117-112516 詳細資訊
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論文名稱
Title
架構導向無人飛行載具3D測繪系統模型之研究
Study on Architecture-Oriented UAV Three-Dimensional Measurement and Mapping Systems Model
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
124
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2017-05-25
繳交日期
Date of Submission
2017-06-10
關鍵字
Keywords
架構描述語言、系統架構、結構行為合一、3D測繪系統、無人飛行載具、架構導向
Architecture Description Language, Structure-Behavior Coalescence, Three-Dimensional Measurement and Mapping Systems, System Architecture, Architecture-Oriented, Unmanned Aerial Vehicles
統計
Statistics
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中文摘要
隨著資訊科技的發展、萬物相連的狀況下,物聯網、資訊及無人飛行載具的應用逐漸熱門,而無人飛行載具從過去的軍事領域,發展成熟且逐漸推廣到民生應用。
早期因傳統攝影測量於影像上要進行測量不易,然而隨著多視立體視覺三維重建技術開始被應用,使無人載具於飛行限制放寬,並搭載消費型相機於UAV上,不但減少拍攝成本,解析度及該穩定程度較航空攝影高,因此本研究在建置無人飛行載具3D測繪系統時,使用彈性的系統架構方法,降低系統複雜度與開發成本,成為建置規劃時的思考重點,將從系統工程面向的需求規格觀點、成本估算觀點、品質管理觀點、系統維護觀點等四大面向,來驗證比較本研究所發明的架構導向無人飛行載具3D測繪系統與非架構導向方法的開發優勢。
本研究所提出的架構導向無人飛行載具3D測繪系統,是透過架構方法論,以更智慧的系統架構方法來建構無人飛行載具3D測繪系統,提供了決策者、系統開發者、測量者及使用者能夠透過結構行為合一(SBC)架構描述語言,從結構、行為與系統開發觀點,清楚地瞭解整個系統的運作原理,將複雜的無人飛行載具3D測繪系統,透過 SBC 的六大金律,應用邏輯方法的完整呈現。
Abstract
With the development of information technology, it is now possible to connect a variety of devices to each other. This prompted the Internet of Things (IoT), information and unmanned aerial vehicles (UAV) applications to grow faster than ever before. UAVs were originally used only in the military field. However, with the maturity of related technologies, UAVs are now widely used in a variety of applications. Applications include: Geospatial information, environmental monitoring and emergency rescue. In addition, the National Land Surveying and Mapping Center also uses UAVs for territorial utilization surveying, electronic map drawing and cartographic information mapping.
Due to the limitations of traditional photographic measurements, it is difficult to obtain data from images. However, through the introduction of multi-view stereo (MVS) 3D reconstruction technology, UAV flight restrictions have been greatly relaxed, allowing UAV for photo and video capture. It can save shooting costs, with higher image resolution and shooting stability than aerial photography, so as to bring benefits to users. Therefore, Architecture-Oriented UAV Three-Dimensional Measurement and Mapping Systems, is studied to focus on how to reduce the system complexity and development costs of UAV 3D graphics system through flexible system construction. Four aspects of system engineering, including requirements specification, costs evaluation, quality management, and system maintenance, are reviewed to approve and clarify the development advantages between the system construction method and non-system construction method.
The study uses the Structure-Behavior Coalescence (SBC) system architecture approach to the construction of UAV 3D measurement and mapping system. It assists decision makers, system developers, measuring staff, and users to operate by the SBC architecture. The operating principles in the system are understood through the comprehensive perspectives of structure, behavior, and system development. The complicated UAV 3D measurement and mapping system is shown by a logical approach using the concept of the SBC architecture description language (ADL) six golden laws.
目次 Table of Contents
論文審定書 i
中文摘要 iii
Abstract iv
目  錄   vi
圖  次   ix
表  次   xii

第一章 緒論 1
1.1研究背景 1
1.2研究動機 1
1.3研究目的 2
1.4研究方法 3
1.4.1 建立研究目標 4
1.4.2 文獻探討 4
1.4.3架構導向無人飛行載具3D測繪系統 4
1.4.4 AOUTMMSM與非架構導向比較 4
1.4.5結論與建議 4
第二章 文獻探討 5
2.1無人飛行載具 5
2.2傾斜攝影三維重建 12
2.3系統架構 18
2.4 SBC架構 19
2.4.1 架構階層圖(Architecture Hierarchy Diagram) 21
2.4.2 框架圖(Framework Diagram) 22
2.4.3 構件操作圖(Component Operation Diagram) 23
2.4.4 構件連結圖(Component Connection Diagram) 23
2.4.5 結構行為合一圖(Structure Behavior Coalescence Diagram) 24
2.4.6 互動流程圖(Interaction Flow Diagram) 24
第三章 架構導向無人飛行載具3D測繪系統 27
3.1 AOUTMMSM架構階層圖 27
3.2 AOUTMMSM框架圖 29
3.3 AOUTMMSM 構件操作圖 31
3.4 AOUTMMSM構件連結圖 51
3.5 AOUTMMSM結構行為合一圖 53
3.6 AOUTMMSM互動流程圖 57
3.6.1 地面控制點佈設行為 57
3.6.2 地控電腦系統連結行為 59
3.6.3 無人飛行載具GPS接收行為 60
3.6.4 任務規劃行為 61
3.6.5 任務上傳行為 62
3.6.6手動遙控器操控無人機行為 63
3.6.7 即時位置及航跡監控行為 64
3.6.8 影像錄製行為 65
3.6.9 圖檔匯入資料庫行為 66
3.6.10 建立3D影像資料庫行為 67
3.6.11 查詢3D影像資料庫行為 68
3.6.12 3D 列印檔案格式輸出行為 69
3.6.13 3D 模型列印行為 70
第四章 AOUTMMSM與非架構導向系統之比較 71
4.1需求規格觀點 71
4.1.1非架構導向需求規格 73
4.1.2 AOUTMMSM需求規格觀點 77
4.1.3 AOUTMMSM需求規格觀點與非架構導向系統需求規格比較 84
4.2成本估算觀點 86
4.2.1非架構導向成本估算觀點 88
4.2.2 AOUTMMSM成本估算觀點 89
4.2.3. AOUTMMSM與非架構導向成本估算觀點比較 90
4.3品質管理觀點 92
4.3.1非架構導向品質管理觀點 93
4.3.2 AOUTMMSM 品質管理觀點 95
4.3.3 AOUTMMSM與非架構導向品質管理觀點 97
4.4系統維護觀點 98
4.4.1非架構導向系統維護觀點 100
4.4.2 AOUTMMSM系統維護觀點 101
4.4.3 AOUTMMSM與非架構導向系統維護觀點 104
第五章 結論與建議 105
5.1研究結論 105
5.2研究建議 107
參考文獻 108
參考文獻 References
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