[發(fā)明專利]基于無(wú)人機(jī)航拍影像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)三維建模方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710493485.6
• 申請(qǐng)日: 2017-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107341851A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方天;朱思語(yǔ);黎世偉;張潤(rùn)澤;姚遙;申天緯;權(quán)龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳珠科創(chuàng)新技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06T17/05
• 分類號(hào): G06T17/05;G06T17/20;G06T15/04;G06T5/00;G06T7/143;G06T7/162;G06T19/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司44205
• 代理人: 唐致明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)控制領(lǐng)域，具體為一種基于無(wú)人機(jī)航拍影像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)三維建模方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

MVS：multi-view stereo，多視角的立體數(shù)據(jù)集。

隨著數(shù)字城市三維建設(shè)的發(fā)展及應(yīng)用的普及，城市三維建模在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用不斷增多，傳統(tǒng)的手工建模方式由于工作量大，人力成本高等缺點(diǎn)，已不能適應(yīng)新時(shí)期的數(shù)據(jù)發(fā)展需求。

現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)傾斜攝影系統(tǒng)由于搭載了多相機(jī)，使得無(wú)人機(jī)的拍照數(shù)量大幅增加，傳統(tǒng)方法需要在拍攝完成后整理數(shù)據(jù)，拷貝至電腦然后通過(guò)本地軟件進(jìn)行拼圖運(yùn)算，需要增大無(wú)人機(jī)的續(xù)航時(shí)間，且作業(yè)效率較低。

因此，該技術(shù)有必要進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種可減少數(shù)據(jù)采集后的工作量和工作時(shí)間，提升工作效率的基于無(wú)人機(jī)航拍影像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)三維建模方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種基于無(wú)人機(jī)航拍影像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)三維建模方法，包括以下步驟：

數(shù)據(jù)采集，其包括將采集到的含有位置信息的航拍圖片數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳；

圖像處理，其包括對(duì)所述航拍圖片的各像素點(diǎn)重建；

對(duì)所述像素點(diǎn)提取出密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

對(duì)所述密集點(diǎn)云進(jìn)行噪聲點(diǎn)云過(guò)濾處理以及噪聲片元過(guò)濾處理；

得到三維模型。

作為該技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步驟圖像處理，其還包括對(duì)相機(jī)姿態(tài)優(yōu)化，以及對(duì)所采集到的航拍圖片的每一個(gè)像素點(diǎn)驗(yàn)證假設(shè)的平面參數(shù)，獲得各像素點(diǎn)的深度，并提取出密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

作為該技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步驟圖像處理，其還包括對(duì)所述航拍圖片提取出來(lái)的密集點(diǎn)云之間進(jìn)行交叉驗(yàn)證，根據(jù)統(tǒng)計(jì)出的點(diǎn)云質(zhì)量信息和重建點(diǎn)云的相片質(zhì)量信息，過(guò)濾掉噪聲點(diǎn)云。

作為該技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步驟圖像處理，其還包括通過(guò)德勞內(nèi)模型對(duì)所述點(diǎn)云進(jìn)行面片化處理，并依據(jù)片元的遮擋信息建立有向無(wú)環(huán)圖，進(jìn)而過(guò)濾噪聲片元。

進(jìn)一步地，所述步驟圖像處理，其還包括對(duì)所述每一個(gè)片元選取最右的相片并進(jìn)行自動(dòng)貼圖，以基于馬爾科夫隨機(jī)場(chǎng)的圖割算法全局勻色后得到三維模型，并對(duì)所述模型進(jìn)行精度分層處理。

進(jìn)一步地，采用MVS方法提取密集匹配的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，通過(guò)雙邊濾波或小波算法進(jìn)行去噪處理。

另一方面，本發(fā)明還提供一種基于無(wú)人機(jī)航拍影像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)三維建模系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)采集模塊，用于執(zhí)行步驟將采集到的含有位置信息的航拍圖片數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳；

圖像處理模塊，用于執(zhí)行步驟

對(duì)所述航拍圖片的各像素點(diǎn)重建；

對(duì)所述像素點(diǎn)提取出密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

對(duì)所述密集點(diǎn)云進(jìn)行噪聲點(diǎn)云過(guò)濾處理以及噪聲片元過(guò)濾處理；

得到三維模型。

再一方面，本發(fā)明還提供一種基于無(wú)人機(jī)航拍影像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)三維建模系統(tǒng)，包括：航線規(guī)劃模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、位置信息采集模塊、通信模塊、在線數(shù)據(jù)處理模塊以及交互式顯示設(shè)備；

所述航線規(guī)劃模塊的輸出端和位置信息采集模塊的輸出端分別與所述數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端連接；所述數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端與所述通信模塊的輸入端連接；所述通信模塊的輸出端與所述在線數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端連接；所述在線數(shù)據(jù)處理模塊的輸出端與所述交互式顯示設(shè)備的輸入端連接。

進(jìn)一步地，所述通信模塊包括WIFI和/或藍(lán)牙和/或4G/5G網(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的基于無(wú)人機(jī)航拍影像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)三維建模方法及系統(tǒng)，其基于輕小型無(wú)人機(jī)(小于5kg)的航拍數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集更為輕便靈活，同時(shí)可獲取更高分辨率的三維紋理貼圖；其實(shí)時(shí)傳輸圖片至Altizure三維建模服務(wù)器云端，大大縮短了采集建模的周期；通過(guò)MVS方法提取密集匹配的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，為真彩色點(diǎn)云，較激光點(diǎn)云更為直觀，通過(guò)去噪，面片化，紋理映射等一系列手段得到的三維數(shù)據(jù)逼真度高，漫游效果好。通過(guò)體感方式操控的三維實(shí)景漫游體驗(yàn)效果好，真實(shí)感強(qiáng)。

本發(fā)明所涉及的無(wú)人機(jī)傾斜攝影及三維重建系統(tǒng)，對(duì)航拍路徑進(jìn)行了專門的優(yōu)化，僅通過(guò)單相機(jī)就可以進(jìn)行多角度航片的數(shù)據(jù)采集并三維重建；增加了通信模塊，使得“即拍、即傳、即做”得以實(shí)現(xiàn)；大大減少了采集后的工作量和工作時(shí)間，提升了工作效率。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的模塊連接示意圖；

圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的步驟流程示意圖；