以后地位: 首页 > 新闻资讯

    基于无人机倾斜拍照技能的三维精密模子制造

    2017-08-28朱国强、刘勇、程鹏正《测绘转达》
    Made fine 3D model Based on the unmanned aerial vehicle (uav) oblique photogrammetry technology
    择要:随着无人机倾斜拍照技能的疾速开展,关于精密三维场景制造的研讨也在不停美满、不停深化。基于中海达自主研发的多旋翼无人机及倾斜相机,获取测区空中目的多视影像数据,使用武汉天涯航公司软件处置系统,完成了模子可单体化办理的高精度三维场景制造,为基于无人机倾斜拍照技能的三维精密模子制造提供了一体化办理方案。
    要害词:中海达;无人机;倾斜拍照技能;单体化;三维模子
    一、弁言
    传统的三维建模一样平常都是基于遥感影像、CAD立体图和外业拍摄照片等数据,经过利用3dsMax、AutoCAD、SketchUp等建模软件举行人工建模。使用这种方法举行三维建模,纹理与实践纹理偏向较大,模子数据精度较低,必要少量的人工到场,模子时效性低,无法真正满意客户的需求。因而,关于精密三维模子的疾速制造需求显得日益急迫。
    比年来,随着无人机航空遥感技能的疾速开展,无人机倾斜拍照技能应运而生。倾斜拍照技能是测绘范畴比年来开展起来的一项高新技能,经过在统一航行平台上搭载差别倾斜角度的多台传感器设置装备摆设,同时收罗统一所在垂直、倾斜等差别角度的多视影像数据,完成获取空中目的较为完备正确的空间信息。
    随着倾斜拍照技能的疾速开展,国际外许多单元、学者对三维模子的疾速制造举行了研讨,但现在大少数仍停顿在大范畴较粗三维场景的制造,无法真正做到三维模子的精密化、单体化制造。本文基于中海达无人机搭载倾斜拍照相机疾速获取大范畴、高辨别率的多视影像数据,使用DP-Smart软件疾速取得测区三维场景,经过DP-Modeler软件完成单体化精密建模,完成了大范畴三维精密模子的疾速制造。
    二、中海达无人机倾斜拍照体系
    中海达无人机倾斜拍照体系次要包罗:iFly D1四旋翼无人机航行平台、iCam Q5倾斜拍照相机、后处置软件体系。如下图1所示:
     
    图1 无人机倾斜拍照体系
    2.1 iFly D1四旋翼无人机
    2016年,中海达无人机公司推出了iFly D1四旋翼无人机。iFly D1接纳碳纤维复合质料加工制造工艺,具有手动、增稳、自主等多种航行形式,操纵复杂,能顺应多种庞大天文情况,为无人机倾斜拍照技能提供了低本钱、高功能、高波动性的专业航空拍照航行平台。其细致功能参数如下表1所示:
    表1 中海达iFly D1四旋翼无人机功能参数列表
    2.2 iCam Q5专业倾斜相机
    在iFly D1四旋翼无人机稳步推进和市场需求的推进下,中海达无人机公司紧接着推出了iCam Q5高辨别率、宽地区掩盖的专业倾斜拍照相机。其功能参数如下表2所示:
    表2 iCam Q5倾斜相机功能参数列表
    2.3 倾斜数据处置软件
    倾斜拍照三维主动建模软件DP-Smart是一套基于从空隙多源序列影像,全主动天生高辨别率三维模子的主动化建模软件。该软件基于拍照丈量、盘算机视觉及盘算多少算法,支持全主动空三解算、麋集点云天生、构建TIN网、主动纹理映射等步调,完成三维模子的疾速天生。
    倾斜拍照三维建模软件DP-Modeler是使用倾斜拍照可完成单张影像丈量原理,在垂直影像上获取顶部布局,多视倾斜影像上获取衡宇立面布局信息,对其举行推拉、编辑、调解失掉精密的单体化模子。使用倾斜拍照修建物正面纹理可收罗的特点,完成模子贴图主动从影像中收罗,一键完成模子贴图。
    图3 DP-Modeler软件建模模块特点
     
    三、基于无人机倾斜拍照技能的三维重修
    随着中海达多旋翼无人机和专业倾斜相机的相继推出,从测区多视影像获取到基于多视影像的精密三维场景重修都失掉了很好的使用,完成了基于无人机倾斜拍照技能的精密三维场景重修。
    3.1 技能流程
    基于无人机倾斜拍照技能,以中海达iFly D1四旋翼无人机为航行平台,搭载iCam Q5倾斜拍照相机获取测区高辨别率多视影像,使用武汉天涯航公司软件处置系统,取得精密三维模子数据。其总体技能流程如下图4所示:
    图4 倾斜拍照技能流程图
    3.2 多视影像数据获取
    使用iFly D1四旋翼无人机搭载iCam Q5倾斜拍照相机,在每个相机曝光地位上,同时从多个角度(前、后、左、右、上)收罗空中目的影像,获取空中目的高辨别率多视影像数据,一方面可用于航空拍照丈量处置,另一方面为后续三维模子制造提供丰厚的纹理数据。
    图5 倾斜相机多视影像获取
    在数据收罗时,为了包管测区多视数据的完备性和牢靠性,应留意的事变次要包罗:
    航路设置应比测区范畴多出一条航路,以确保可以获取测区范畴边沿地物完备的纹理信息;
    倾斜拍照数据的重叠率要求在65%以上,但为了包管倾斜拍照数据成图质量,航向重叠率、旁向重叠率一样平常设在75%以上;
    航路高度一样平常是依据空中辨别率(GSD)来盘算,iCam Q5倾斜拍照相机不宜凌驾120m,如有必要,则需重新调解倾斜相机传感器的相干设置来完成;
    为了正确控制相机的曝光速率,倾斜相机多传感器一样平常接纳牢固焦距,相机设置为快门优先,以制止“漏片”征象。
    3.3 基于DP-Smart软件天生三维场景
    在获取测区空中目的高辨别率多视影像数据的底子上,基于DP-Smart软件,对多视影像数据接纳地区网平差办法举行空三加密盘算,规复影像在拍摄刹时的空间地位与姿势;使用多视影像麋集婚配技能获取影像的同名点坐标,进而取得对应地物高密度的三维点云;基于点云构建地物TIN模子,经过配准TIN模子的每一个三角面片与对应纹理影像,举行模子主动纹理映射,从而失掉三维模子。
    图6 基于DP-Smart软件构建三维场景流程图
    基于DP-Smart等软件可疾速主动天生三维场景,但天生的三维模子数据具有以下一些特点:
    1)天生的三维场景是全体性的,不克不及完成模子的单体化制造,对模子前期使用有很大范围;
    2)三维模子数据量较大,关于三维场景的加载、检察带来许多方便;
    3)三维模子精度较低,有些模子外表呈现一些“毛病”,有些模子边沿拉花很严峻。由于在拍摄历程中,修建物底部纹理很容易被别的地物遮挡,很难获取相宜的纹理,以是天生的修建物模子底部拉花尤其严峻。
    图7 基于DP-Smart软件天生的修建物模子正面
    3.4 精密三维场景天生
    单体化的模子效果数据分两种,一种是传统的3D MAX建模,一种是倾斜拍照半主动化的消费方法。基于DP-Smart软件天生的三维场景数据存在的一些题目,不克不及满意用户关于高精度三维模子的要求,本文基于DP-Modeler软件半主动化方法举行模子的单体化制造。以DP-Smart天生的OSG模子作为参考,在此底子上联合空隙的影像来举行建模,完成基于多幅影像的疾速、准确三维建模,到达模子与影像完全套合,使模子具有准确的三维坐标信息,完成模子贴图主动从影像中收罗,一键完成模子贴图。
    图8 单体化模子线框形式                         图9 单体化模子表现
    在基于DP-Modeler软件对三维场景举行单体化建模后,经过模子踏平、删除、或重修等方法,对原有三维场景举行模子整饰,进而构成可单体化办理的高精度三维场景,其上风在于:
    三维场景模子可单体化办理,为前期三维场景的使用提供了便当;
    模子可正确、真实地反应修建物部分细节,提拔了用户体验的真实感;
    相较传统人工建模,在包管三维模子精度的状况下,极大水平地进步了事情服从;
    相较基于航空拍照技能的全主动三维建模,极大地进步了三维模子的精度。
    四、实行与剖析
    基于本文无人机倾斜拍照三维重修流程,对某郊区和某园区举行了三维建模。使用航空拍照丈量技能,颠末主动空三、麋集婚配等,天生了该地区的DOM。以收罗的多视像片作为纹理材质,取得了测区的三维精密模子,辨别如下图10、11所示:
    图10 某郊区三维场景重修部分(某小区)          
    图11 某郊区三维场景重修
    经过实行可知,在使用iFly D1四旋翼无人机搭载iCam Q5倾斜拍照相机获取测区空中目的多视影像数据的底子上,使用DP-Smart软件疾速获取测区三维场景数据,然后使用DP-Modeler软件创建单体化精密模子,可以疾速完成三维模子的单体化、精密化制造。相较于传统使用3ds MAX等软件举行人工建模,模子精度更高,事情服从更高。
    五、结语
    随着航空倾斜拍照技能的疾速开展,以及无人机航行平台、倾斜相机等新型测绘配备的研发,基于无人机倾斜拍照的三维精密模子制造技能也在不停的美满与开展。本文使用中海达iFly D1四旋翼无人机搭载iCam Q5倾斜相机,在对某郊区和某园区举行了多视影像数据收罗的底子上,使用武汉天涯航公司软件处置系统,完成了模子可单体化办理的高精度三维场景。
    基于无人机倾斜拍照的三维模子制造是近几年的一大热门,出现出疾速开展之势,但仍旧面对着宏大应战。随着新型测绘配备和建模软件的精益求精[jīng yì qiú jīng]与美满,用户关于模子精度、建模服从的需求,模子的单体化办理和使用,以及建模流程普通化[pǔ tōng huà]等要求也越来越高,中海达腾云智航公司也将努力于此,不停高兴改良、美满三维精密模子制造一体化办理方案,为伶俐都会建立作出奉献。
    参考文献:
    [1] 旷野,向宇,岑岭等.使用Pictometry倾斜拍照技能举行全主动疾速三维实景都会消费[J].测绘转达,2013(2):59-66.
    [2] 张天巧.基于机载倾斜拍照数据的主动贴纹理办法研讨[J].测绘转达,2015(6):69-71.
    [3] 李安福,曾政祥,吴晓明.浅析国际倾斜拍照技能的开展[J].测绘与空间天文信息,2014,37(9):57-62.
    [4] 王建强,钟春惺,江丽钧等.基于多视航空影像的都会三维建模办法[J].测绘迷信,2014,39(3):70-74.
    [5] 周晓敏,孟晓林,张雪萍等.基于倾斜拍照丈量的都会真三维模子构建办法[J].测绘迷信,2016(09).
    [6] 崔璐璐,别君,董梁.基于倾斜拍照丈量技能的三维建模原理及办法研讨[C].中国陆地学会2015年学术论文集,2015.
    [7] 王琳,吴正鹏,姜兴珏等.无人机倾斜拍照技能在三维都会建模中的使用[J].测绘与空间天文信息,2015,38(12):30-32
    上一页ag真人中标长兴银河测绘丈量设置装备摆设一批
    下一页“数字都会”中三维模子数据的建立与使用
    分享到:0

    版权一切 : Copyright © 2017 杭州ag真人测绘科技有限公司 浙>###