[發明專利]基于OpenGL的移動端高精度傾斜攝影三維建模方法

有效

• 申請號: 201910196627.1
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN109934911B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 曹興文;吳孟泉;王濤;吳晶;崔青春;魏興華;梅宇驁;伯英杰;宋媛;曹煜;周潔;賈馨;仝永慧
• 申請（專利權）人: 魯東大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T5/00
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 梁翠榮

本發明公開了一種基于OpenGL的移動端高精度傾斜攝影三維建模方法，屬于測繪工程和計算機結合領域；該方法首先利用無人機傾斜攝影技術，快速獲取待測區域帶有空間位置信息的影像數據，接著對影像經過進行幾何矯正，對校正后影像數據進行傾斜攝影模型批量處理生成，然后對生成的模型數據進行LOD分級，之后對生成的模型數據進行數據壓縮，合并相鄰節點，最后運用基于OpenGL技術將模型在移動端動態加載；本發明通過將傾斜攝影技術與移動技術相結合，能實現移動端大批量加載高精度傾斜攝影模型，可實現移動端上加載瀏覽傾斜攝影測量三維數字城市，并具有一定的社會效益和經濟利益。

技術領域：

本發明涉及測繪與數字地球模型渲染技術領域，具體地講是一種基于OpenGL的移動端高精度傾斜攝影三維建模方法。

背景技術：

Java編程語言擁有完整的生態鏈，具有安全、高效、跨平臺運行特點，在移動應用領域使用廣泛。利用Java在移動應用領域的優勢，在eclipse中使用的java3d 封裝的OpenGL綁定的SFML庫成為構建三維數字城市模型，數字地球，數字城市開發者的一個熱點。隨著傾斜攝影測量技術的發展，現在的數字城市已經開始大規模使用這種逼真、與真實地物相近的自動化程度較高的模型。與傳統手工建模的數字校園、數字城市相比，基于傾斜攝影模型構建數字校園、城市能節省大量的人工成本，傾斜攝影全程無人工干預，效果更真實，精度可以達到測繪級別，數據呈現方式為全要素呈現，具有效率高、周期短特點。傾斜攝影模型應用于移動領域能解決行業領域范圍內的難題，如城市規劃、城市邊形檢測、重大項目工程、應急救災、新農村和小城鎮建設、智慧城市等，能發揮重大的社會經濟效益。但因傾斜攝影生成模型數據量巨大，模型的渲染任務更重。因此現階段高精度傾斜攝影模型仍無法大規模加載至移動設備。目前行業內的解決方案是將模型進行物理范圍切割，將一整塊模型分割多塊子模型，接著對切割好的模型分組進行加載渲染，對模型進行物理范圍切割不僅破壞原始數據的完整性，還破壞原有模型紋理，形成眾多破碎漂浮物，還對模型的精度也產生影響，造成模型與對應衛星影像匹配不精確。并且目前行業內并沒有對原始影像先進行基于中心像點偏移量的糾正和噪音濾除，只是在批量生成模型軟件中進行幾何校正、聯合平差，這不足以達到測繪精度。因此如何對大批量、高精度、紋理逼真的傾斜攝影模型進行渲染/加載策略/方法進行改進，使之能滿足通過移動設備對大規模高精度傾斜攝影模型加載、滿足移動領域上對傾斜攝影模型瀏覽需要成為一個急需解決的難題。

發明內容：

本發明的目的是克服上述已有技術的不足，而提供一種基于OpenGL的移動端高精度傾斜攝影三維建模方法；主要解決現有的高精度傾斜攝影模型無法大規模加載至移動設備的問題。

本發明的技術方案是：基于OpenGL的移動端高精度傾斜攝影三維建模方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

a對無人機搭載五鏡頭攝像機所獲取待測區的60%重疊率影像數據，根據式1-8基于影像中心像點進行矯正，并對校正后圖像進行卡爾曼濾波算法噪音濾波處理，獲得基礎圖像；

式1：A = mx · cos t

式2：B = my · (k · cos t - sin t)

式3：D = mx · sin t

式4：E = -1 · my · (k · sin t + cos t)

式5：C = x 方向的平移量

式6：F = y 方向的平移量

式7：x1 = Ax + By + C

式8：y1 = Dx + Ey + F