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五镜头无人机倾斜摄影系统三维精细化建模

2019-09-16 17:33:00 3123

   无人机搭载倾斜摄影相机可快速获取大范围、高分辨率的多视影像数据,利用ContextCapture软件快速获得测区三维场景,通过相关的重建模型软件进行单体化精细建模,可实现大范围三维精细模型的快速制作。

无人机倾斜摄影系统

无人机倾斜摄影系统主要包括:四旋翼无人机飞行平台、五镜头倾斜摄影相机、后处理软件系统。


  无人机倾斜摄影系统

多视影像数据获取

四旋翼无人机搭载五镜头倾斜摄影相机,在每个相机曝光位置上同时从多个角度采集地面目标影像,获取地面目标高分辨率多视影像数据,一方面可用于航空摄影测量处理,另一方面为后续三维模型制作提供丰富的纹理数据。 


 倾斜相机多视影像获取

倾斜数据处理软件
ContextCapture 实景三维自动建模系统(以下简称CC)(即原Smart3D三维建模系统)是计算机虚拟现实,以及计算机几何图形算法的全自动高清三维建模软件解决方案。它在易用性、数据兼容性、运算性能、友好的人机交互及自由的硬件配置兼容性等方面。

CC实景三维自动建模系统需要以一组对静态建模主体从不同的角度拍摄的数码照片作为输入数据源。

无需人工干预,在几分钟/或数小时的计算时间内,根据输入的数据的大小,能输出高分辨率的带有真实纹理的三角网格模型。

所输出的三维格网模型能够准确、精细地复原出建模主体的真实色泽、几何形态及细节构成。

基于ContextCapture软件生成三维场景

  倾斜摄影三维自动建模软件CC是一套基于从空地多源序列影像,全自动生成高分辨率三维模型的自动化建模软件,支持全自动空三解算、密集点云生成、构建TIN网、自动纹理映射等步骤,实现三维模型的快速生成。


  基于ContextCapture软件构建三维场景流程图


  基于ContextCapture软件生成的建筑物模型侧面

精细三维场景生成

  基于相关模型修饰、重建软件半自动化方式进行模型的单体化制作,以CC生成的OSG模型作为参考,在此基础上结合空地的影像来进行建模,实现基于多幅影像的快速、精确三维建模,达到模型与影像完全套合,使模型具有精确的三维坐标信息;实现模型贴图自动从影像中采集,一键完成模型贴图。


  单体化模型线框模式


  单体化模型显示

四旋翼无人机搭载五镜头倾斜摄影相机获取测区地面目标多视影像数据,然后利用ContextCapture软件快速获取测区三维场景数据,再利用相关模型修饰、重建软件建立单体化精细模型,可快速实现三维模型的单体化、精细化制作。相较于传统利用3dsMAX等软件进行人工建模,模型精度更高,工作效率更高。

结语

传统的三维建模一般是基于遥感影像、CAD平面图和外业拍摄照片等数据,通过使用3dsMax、AutoCAD、SketchUp等建模软件进行人工建模,纹理与实际纹理偏差较大,模型数据精度较低,需要大量的人工参与,因此精细三维模型的快速制作需求日益迫切。

无人机倾斜摄影的三维模型制作是近几年的一大热点,呈快速发展之势,但仍面临着巨大挑战。随着新型测绘装备和建模软件的不断改进与完善,用户对于模型精度、建模效率的需求,模型的单体化管理和应用,以及建模流程大众化等要求也越来越高,三维精细模型制作一体化解决方案需要不断改进、完善,为智慧城市建设作出贡献。


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