Smart  3D無(wú)人機(jī)傾斜攝影建模的原理與方法

深圳市英飛銘科技   陳小姐

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)是*測(cè)繪遙感領(lǐng)域近年發(fā)展起來(lái)的*項(xiàng)*新技術(shù)，以大范圍、*精度、*清晰的方式全面感知復(fù)雜場(chǎng)景，通過(guò)*的數(shù)據(jù)采集設(shè)備及專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)處理流程生成的數(shù)據(jù)成果直觀(guān)反映地物的外觀(guān)、位置、*度等屬性，為真實(shí)效果和測(cè)繪級(jí)精度提供保證。同時(shí)有效提升模型的生產(chǎn)。三維建模在測(cè)繪行業(yè)、城市規(guī)劃行業(yè)、旅游業(yè)、甚至電商業(yè)等的行業(yè)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，越來(lái)越深入。

無(wú)人機(jī)航拍不再是大眾陌生的話(huà)題，商場(chǎng)到處可見(jiàn)的DJI商店，各種廠(chǎng)商的無(wú)人機(jī)也是層出不窮，這將無(wú)人機(jī)傾斜數(shù)據(jù)建模推到了*個(gè)關(guān)鍵性的階段。?

傾斜攝影技術(shù)，通過(guò)在同*飛行平臺(tái)上搭載多臺(tái)傳感器（目前常用的是五鏡頭相機(jī)）。同時(shí)從垂直、傾斜等不同角度采集影像，獲取地面物體更為完整準(zhǔn)確的信息。垂直地面角度拍攝獲取的是垂直向下的*組影像，稱(chēng)為正片，鏡頭朝向與地面成*定夾角拍攝獲取的四組影像分別指向東南西北，稱(chēng)為斜片。 攝取范圍如下圖：

在建立建筑物表面模型的過(guò)程中，下圖可以看到，相比垂直影像，傾斜影像有著顯著的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗芴峁└玫囊暯侨ビ^(guān)察建筑物側(cè)面，這*特點(diǎn)正好滿(mǎn)足了建筑物表面紋理生成的需要。同*區(qū)域拍攝的垂直影像可被用來(lái)生成三維城市模型或是對(duì)生成的三維城市建模的改善。

利用建模軟件將照片建模，這里的照片不**是通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍的傾斜攝影數(shù)據(jù)，還可以是單反甚至是手機(jī)以*定重疊度環(huán)拍而來(lái)的，這些圖片導(dǎo)入到建軟件中，通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形計(jì)算，結(jié)合pos信息空三處理，生成點(diǎn)云，點(diǎn)云構(gòu)成格網(wǎng)，格網(wǎng)結(jié)合照片生成賦有紋理的三維模型。區(qū)域整體三維建模方法生成路線(xiàn)圖：

行業(yè)里主流的有Bently公司的ContextCapture（Smart3D），俄羅斯Agisoft公司的PhotoScan，瑞士Pix4D公司Pix4D mapper。

這幾個(gè)建模軟件也是各有優(yōu)缺點(diǎn)，PhotoScan比較輕量級(jí)，但是生成的模型紋理效果不是太理想，Smart3D生成的三維模型效果較為理想，人工修復(fù)工作量較低，但是軟件比較復(fù)雜不易上手且價(jià)格較*。

下面就這三種軟件做*個(gè)對(duì)比：

這些軟件的拔地而起無(wú)疑造福了大量的三維愛(ài)好者，使得三維重建的門(mén)檻大大降低，人人都可以成為三維模型的作者。

下圖是這三個(gè)主流重建軟件的圖標(biāo):

?目前市面上較常見(jiàn)的，同時(shí)也是*難上手*昂貴的軟件——Smart3D，現(xiàn)在也叫ContextCapture，它是*套無(wú)需人工干預(yù)，通過(guò)影像自動(dòng)生成*分辨率的三維模型的軟件解決方案。我們所接觸到的*般都是純英文版，這對(duì)于軟件的普及化學(xué)習(xí)形成了*定的阻礙，但是近期好像要推出中文漢化包了，請(qǐng)大家關(guān)注微信號(hào)“Wish3D”（文章結(jié)尾有二維碼），我們會(huì)在*時(shí)間發(fā)布中文補(bǔ)丁包。

接下來(lái)，我將以Smart3D為中心，從系統(tǒng)原理、軟件構(gòu)成、軟硬件要求和建模對(duì)象等幾個(gè)方面逐*和大家交流學(xué)習(xí)。

Smart3D軟件的*體流程：Smart3D需要以*組對(duì)靜態(tài)建模主體從不同的角度拍攝的數(shù)碼照片作為輸入數(shù)據(jù)源。

這些照片的額外輔助數(shù)據(jù)需要：傳感器屬性（焦距、傳感器尺寸、主點(diǎn)、鏡頭失真），照片的未知參數(shù)（如GPS），照片姿態(tài)參數(shù)（如INS），控制點(diǎn)等等。

Smart  3D無(wú)人機(jī)傾斜攝影建模的原理與方法

深圳市英飛銘科技   陳小姐

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