[發明專利]利用無人機多視角攝像快速進行三維地形模型構建的方法

有效

• 申請號: 201710566739.2
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107504957B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 薛彬;張凱;趙拓;王志洋;游畫;丁微;劉雪楓;許思陽;李冰楊;李靜靜
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G06T17/05
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

1.一種利用無人機多視角攝像快速進行三維地形模型構建的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

收集需要進行測繪的區域地形信息；根據區域地形信息，選擇無人機的類型進行空中拍攝；

利用控制軟件將飛行任務上傳到無人機，使其按照預定的飛行高度、飛行軌跡飛行，同時對地面進行多視角拍攝；

將收集到的圖片利用3D模型生成軟件進行處理，重建拍攝地區的三維立體模型；

其中，所述飛行軌跡為“幾”字形，飛行軌跡參數滿足如下要求：

設攝像頭FOV角度為θ；相機分辨率為m*n；分辨率要求為x；航線方向照片重合度為η；航線間隔照片重合度為ζ；

則飛行高度H、單張照片拍攝區域的邊長的計算公式如下：

a＝m*x；

b＝n*x

航線方向拍照間距滿足：

η_x＝m*x*(1-η)

航線間拍照間距滿足：

ζ_x＝n*x*(1-ζ)

其中，a和b為邊長；

所述飛行任務包括：無人機的飛行航點規劃和云臺拍照自動控制，云臺分別在前后左右和正朝下共五個方位隨著無人機飛行自動進行拍照。

2.根據權利要求1所述的一種利用無人機多視角攝像快速進行三維地形模型構建的方法，其特征在于，所述無人機為能夠進行二次軟件開發的多旋翼無人機系列。

3.根據權利要求1所述的一種利用無人機多視角攝像快速進行三維地形模型構建的方法，其特征在于，所述控制軟件具體為：

基于開源的移動端開發工具和地圖開發工具開發而成，用于顯示當前飛行區域的飛行地圖，用戶點擊屏幕選項確定飛行區域和飛行路徑，并且選擇相應的飛行高度和返航高度。

4.根據權利要求1所述的一種利用無人機多視角攝像快速進行三維地形模型構建的方法，其特征在于，所述前后左右的水平姿態分別為相對于機身方向的前后左右，同時攝像頭的豎直方向姿態為攝像頭與水平方向夾角30度朝下。

5.根據權利要求1所述的一種利用無人機多視角攝像快速進行三維地形模型構建的方法，其特征在于，所述正朝下為攝像頭方向與水平方向夾角為90度正朝下。

6.根據權利要求1所述的一種利用無人機多視角攝像快速進行三維地形模型構建的方法，其特征在于，所述無人機對云臺進行五個方位的拍照自動控制是在一次飛行任務中同時完成的，有別于單一方向拍照多次任務和多組攝像頭單次任務的控制方式。

7.根據權利要求1所述的一種利用無人機多視角攝像快速進行三維地形模型構建的方法，其特征在于，所述3D模型生成軟件具體為：

利用二維平面影像來構建3D模型的軟件，通過提取二維圖像中的匹配特征點進行三維地形構建，并能輸出高程信息。