1.1 研究目的及意义

随着现代无人机相关技术的发展，无人机在社会各领域得到了广泛的应用，如：货物运输与快递、监测与测量、环境与动物保护、应急救援、环境检测、电力巡线、航拍测绘、农业植保等多个领域得到广泛应用。与传统摄影测量和遥感平台相比，无人机作为新兴起的移动测量平台，具有体积小、能耗少、机动性强、可应用场景广泛等优点，特别是作为测绘遥感领域新崛起的增长点具有非常好的专业背景和现实意义。无人机机载传感器系统可搭载多种传感器，如激光扫描仪、高分辨率相机、热红外相机、Li-DAR、GPS定位系统、POS系统，根据具体用途灵活选择传感器。在摄影测量或遥感方面，原本需要靠高精度的地面控制点才能精确解算出影像的姿态信息和位置，随着定位精度和IMU灵敏性的提高，能够在不利用地面控制点的情况下获取精确的影像姿态位置信息，生产厘米级的分辨率和同等精度的产品，降低现有生产成本，产生巨大的经济社会价值。无人机影像处理水平的高低直接决定了无人机应用水平的高下，开发无人机影像高效、自动化处理系统，建立无人机影像信息深度挖掘体系，是目前关注的热点和研究的难点。什么是3D传感技术?3D传感作为一种突破性的技术，在其应用的领域令世人为之惊叹!正因为物联网对传感器的使用提供了对生活的感知能力，人工智能也蓬勃发展起来。

智能手机供应商把3D传感器集成到手机中。3D传感器已用于生物特征扫描、手势感应和识别照片特征等。3D传感技术还可以用于用户界面的手势识别。虽然还处于发展的早期阶段，但3D传感将取得重大突破。通过打破在结构图形或光源中视觉元素的红外光源，用户仅仅用手势就可以控制游戏或娱乐设备。

同样，3D传感技术也被汽车行业所证明。长途司机用它来监控自己的行为。在卡车内部安装3D传感器，在司机有睡意时可以起到提醒的作用。有线电视、消防、安防也同样感受到这项技术的用处，医疗机构发现其对检查患者身体的异常情况非常有用。“我们生活在三维世界中，这意味着人类行为分析、机器人和自动驾驶汽车避障都需要准确的三维信息感知。3D传感器技术的主要缺点是功耗问题。不管怎样，3D传感技术仍然是个值得推崇的创新，其推动各个研究领域的融合，如微分几何、谐波分析、数值优化、线性代数等等。虚拟现实(VR，即 Virtual Reality)技术是二十世纪末才兴起的一门新的综合性信息技术，它融合了数字图像处理、计算机图像学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支。虚拟现实是一种全新的人机交互系统，它能使介入者产生一种身临其境的感觉，能以自然的方式与计算机产生的环境进行交互操作。它强调介入者的亲身体验，要求所生成的环境是可信的，同时人对它的理解是一致的。

1.2国内外研究现状

无人驾驶飞机是一种机上无人驾驶、可重复使用的航空飞行器，英文常用 unmanned aerial vehicle(UAV)表示，它通常由动力驱动，飞行器内部控制系统自主控制(自动程序控制或依靠传感器的人工智能式自动控制)执行任务或由飞行器外的控制站发出遥控指令操纵执行任务。由于无人机在执行前线和深入敌后的作战任务中无人员损伤且连续作战性

强，因此深受世界各国作战部队的欢迎，并且各国对无人机提高军队战斗力的作用及其潜在的军事价值取得了共识，从而为无人机的迅速发展提供了强大的动力。进入 90 年代，冷战结束后各国军费削减，军队裁员，迫使军方努力寻求既能完成特定任务，又花费较少的途径，这无疑为无人机的发展提供了很好的机遇。从军事侦察角度来看，无人侦察机是侦察卫星和有人侦察机的重要补充和增强手段。它与侦察卫星相比，具有成本低、侦察地域控制灵活、地面目标分辨率高等特点；与有人侦察机相比，具有可昼夜持续侦察的能力，不必考虑飞行员的疲劳和伤亡问题。另外，20 世纪电子信息技术和航空航天技术的飞速发展，为无人机满足军事需求在技术上提供了保障，促使世界无人机的发展进

入一个新的时代，在 20 世纪末形成了发展浪潮。无人机在现代高技术条件下的陆、海、空、天、电五维一体的战争中使用非常广泛，既能执行各种非杀伤性任务，又能执行各种软、硬杀伤任务，包括战场侦察、监视、巡逻、电子侦察、探雷、防核生化探测、通信、电子干扰、战斗评估、雷达诱骗、炮火校射、激光制导、目标指示、反装甲、反辐射和反舰艇等。此外，无人机还可进行精确打击、定点轰炸，甚至还可以拦截战术导弹和巡航导弹，代替人员在核生化或其它特殊条件下执行作战任务。综上所述，鉴于无人机的不载人以及可以长时间的进出各种危险空域的特点，使得其在军事和民用等诸多领域中正在发挥着越来越重要的作用。此外，无人机以其结构简单、成本低、使用维护方便、机动灵活性好等特点，为其展示了极好的发展潜力和良好的应用前景，使得无人机技术的研究成为当前的一个研究热点。随着无人机技术的发展，无人机飞行控制律的设计越来越重要了，由此，基于虚拟现实的无人机三维可视化技术与实现对飞行数据分析提出了新的要求。当前的无人机飞行数据分析多是采用文本与曲线显示相结合的方式，虽然

这种方法可以满足飞控设计对数据分析的要求。但是，这种方法缺少直观性，对大量数据进行分析时不易观察。而随着计算机图形学的飞速发展，虚拟现实技术越来越受到重视，应用也越来越广泛。虚拟现实技术可以将大量的飞行数