特殊建筑物倾斜航空摄影及三维重建方法技术

本发明专利技术公开了一种特殊建筑物倾斜航空摄影及三维重建方法，包括：首先，根据外轮廓特征模拟构建特殊建筑物的外轮廓，然后，确定外轮廓的中轴线，并以中轴线为基准按照设定的划分角度对外轮廓进行等角划分，之后，根据等角划分结果确定每次预投影的法向量，并根据法向量确定航摄基准面，最后，根据航摄基准面绕外轮廓体形成的相交线规划摄影航线，航线规划完成后，飞行器按照摄影航线飞行，采集特殊建筑物的倾斜航空摄影影像。再对倾斜航空摄影影像进行外业相片控制测量，利用测量得到的控制点数据进行内业空中三角测量，得到相片方位元素数据，通过相片方位元素构建三维模型，再进行纹理贴图、模型修饰得到实景三维模型。模型修饰得到实景三维模型。模型修饰得到实景三维模型。

【技术实现步骤摘要】
特殊建筑物倾斜航空摄影及三维重建方法


[0001]本专利技术涉及飞行器的位置、行程、高度或姿态的控制
，具体涉及一种特殊建筑物倾斜航空摄影及三维重建方法。

技术介绍

[0002]倾斜航空摄影技术是通过从不同角度获取目标物体影像，通过高重叠度的倾斜航摄摄影进行三维重建，真是还原目标物体的位置、形态、纹理等特征，在城市管理、文物保护、旅游宣传、安防布设等方面有着重要应用。常规倾斜航空摄影方式往往借助大飞机、无人机等飞行载体，使用多镜头相机同时采集地面下视、侧视角度的影像，通过利用大重叠度影像进行三维重建，还原现实世界，在这一过程中，建筑物的真实还原是关键。针对柱式、塔式、球式以及其他不规则体征的建筑物进行倾斜航空摄影和三维重建时，若继续常规方式，由于飞行载体的航飞高度和相机倾斜角度被固定，极易造成观测盲区，导致建筑侧面和底部纹理采集不完成，影像三维重建质量，限制成果应用。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种特殊建筑物倾斜航空摄影及三维重建方法，解决常规方法无法满足特殊建筑物高精度三维重建的要求。
[0004]第一方面，提供了一种特殊建筑物倾斜航空摄影方法，包括：
[0005]根据建筑物的外轮廓特征模拟特殊建筑物的外轮廓；
[0006]以外轮廓的中轴线为基准，按照划分角度对所述外轮廓进行等角划分；
[0007]根据等角划分结果确定每次预投影的法向量，根据法向量确定航摄基准面；
[0008]通过航摄基准面规划倾斜航空摄影的摄影航线。
[0009]结合第一方面，在第一方面的第一种可实现方式中，所述根据建筑物的外轮廓特征模拟特殊建筑物的外轮廓包括：
[0010]对建筑物的外轮廓特征进行分析，确定特殊建筑物的体征形态；
[0011]根据所述体征形态选取特殊建筑物的关键点；
[0012]基于关键点进行数字抽稀模拟，构建所述特殊建筑物的外轮廓。
[0013]结合第一方面，在第一方面的第二种可实现方式中，所述中轴线为外轮廓的数学中心线。
[0014]结合第一方面，在第一方面的第三种可实现方式中，所述划分角度的取值范围为θ为划分角度。
[0015]结合第一方面，在第一方面的第四种可实现方式中，所述通过航摄基准面规划倾斜航空摄影的摄影航线，包括：
[0016]确定各个航摄基准面与外轮廓之间的相交线位置坐标；
[0017]根据相交线位置坐标规划所述摄影航线。
[0018]第二方面，提供了一种存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序运行时，执行
第一方面、第一方面的第一至四种可实现方式中的任意一种特殊建筑物倾斜航空摄影航线规划方法。
[0019]第三方面，提供了一种特殊建筑物三维重建方法，包括：
[0020]采用第一方面、第一方面的第一至四种可实现方式中的任意一种特殊建筑物倾斜航空摄影航线规划方法规划摄影航线；
[0021]按照规划好的摄影航线进行倾斜航空摄影，获取特殊建筑物的倾斜航空摄影影像；
[0022]通过所述倾斜航空摄影影像进行三维重建，得到所述特殊建筑物的实景三维模型。
[0023]结合第三方面，在第三方面的第一种可实现方式中，倾斜航空摄影影像的旁向重叠度和航向重叠度均为70％～80％。
[0024]结合第三方面，在第三方面的第二种可实现方式中，所述通过所述倾斜航空摄影影像进行三维重建包括：
[0025]基于所述倾斜航空摄影影像进行外业相片控制测量，得到控制点数据；
[0026]根据控制点数据进行内业空中三角测量，得到倾斜航空摄影影像的相片方位元素数据；
[0027]根据得到的相片方位元素数据进行三维重建，得到特殊建筑物的三维模型；
[0028]通过对三维模型进行纹理贴图，得到特殊建筑物的实景三维模型。
[0029]第四方面，提供了一种存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序运行时，执行第三方面的第二种可实现方式的特殊建筑物三维重建方法。
[0030]有益效果：采用本专利技术的特殊建筑物倾斜航空摄影及三维重建方法，通过识别建筑物体征，进而确定倾斜航空摄影方式，精确采集建筑物每个立面的纹理信息，进而实现特殊建筑物的高精度三维重建和还原。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0032]图1为本专利技术一实施例提供的航线规划方法的流程图；
[0033]图2为图1所示的航线规划方法中特殊建筑物的外轮廓的构建流程图；
[0034]图3为本专利技术一实施例提供的特殊建筑物的三维重建方法的流程图；
[0035]图4为本专利技术的外轮廓等角划分示意图；
[0036]图5为本专利技术中特殊建筑物倾斜航空摄影的示意图；
[0037]图6为本专利技术构建的特殊建筑物的实景三维模型示意图。
具体实施方式
[0038]下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0039]实施例一、如图1所示的特殊建筑物倾斜航空摄影航线规划方法的流程图，该航线
规划方法包括：
[0040]步骤1、根据建筑物的外轮廓特征模拟特殊建筑物的外轮廓；
[0041]步骤2、以外轮廓的中轴线为基准，按照划分角度对所述外轮廓进行等角划分；
[0042]步骤3、根据等角划分结果确定每次预投影的法向量，根据法向量确定航摄基准面；
[0043]步骤4、通过航摄基准面规划倾斜航空摄影的摄影航线。
[0044]具体而言，首先，可以根据建筑物的外轮廓特征模拟构建特殊建筑物的外轮廓，特殊建筑物的外轮廓特征可以通过采集特殊建筑物的立面图像或利用历史图像资料，通过现有的图像轮廓特征提取方法提取得到特征建筑物的外轮廓特征。然后，确定外轮廓的中轴线L，并以中轴线L为基准按照设定的划分角度对外轮廓进行等角划分，之后，可以根据等角划分结果确定每次预投影的法向量，并根据法向量确定航摄基准面，最后，可以将航摄基准面绕外轮廓体形成的相交线作为一条规划航线，通过所有航摄基准面与外轮廓的相交线组合成摄影航线。
[0045]飞行器可以按照规划好的摄影航线进行倾斜航空摄影，精确采集建筑物每个立面的纹理信息，获取到特殊建筑物的倾斜航摄影像构建特殊建筑物的精细实景三维模型，实现特殊体征建筑物的高精度三维重建和还原。
[0046]在本实施例中，优选的，如图2所示，所述根据建筑物的外轮廓特征模拟特殊建筑物的外轮廓包括：
[0047]步骤1
‑
1、对建筑物的外轮廓特征进行分析，确定特殊建筑物的体征形态；
[0048]步骤1
‑
2、根据所述体征形态选取特殊建筑物的关键点；
[0049本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特殊建筑物倾斜航空摄影航线规划方法，其特征在于，包括：根据建筑物的外轮廓特征模拟特殊建筑物的外轮廓；以外轮廓的中轴线为基准，按照划分角度对所述外轮廓进行等角划分；根据等角划分结果确定每次预投影的法向量，根据法向量确定航摄基准面；通过航摄基准面规划倾斜航空摄影的摄影航线。2.根据权利要求1所述的特殊建筑物倾斜航空摄影航线规划方法，其特征在于，所述根据建筑物的外轮廓特征模拟特殊建筑物的外轮廓包括：对建筑物的外轮廓特征进行分析，确定特殊建筑物的体征形态；根据所述体征形态选取特殊建筑物的关键点；基于关键点进行数字抽稀模拟，构建所述特殊建筑物的外轮廓。3.根据权利要求1所述的特殊建筑物倾斜航空摄影航线规划方法，其特征在于，所述中轴线为外轮廓的数学中心线。4.根据权利要求1所述的特殊建筑物倾斜航空摄影航线规划方法，其特征在于，所述划分角度的取值范围为θ为划分角度。5.根据权利要求1所述的特殊建筑物倾斜航空摄影航线规划方法，其特征在于，所述通过航摄基准面规划倾斜航空摄影的摄影航线，包括：确定各个航摄基准面与外轮廓之间的相交线位置坐标；根据相交线位置坐标规划所述摄影航线。6.一种存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈良超，周智勇，马红，胡开全，赵斌，
申请(专利权)人：重庆市勘测院，
类型：发明
国别省市：