一种基于无人机贴近摄影测量的三维模型制作方法技术

本发明专利技术属于三维建模技术领域，公开一种基于无人机贴近摄影测量的三维模型制作方法：S1、制定无人机的飞行摄影计划；S2、无人机沿着覆盖目标建模区域的飞行路线进行航空图像的拍摄；S3、针对航空图像集进行分组，并通过使用三维测量方法求得同一组内的航空图像上的摄影点的三维坐标；S4、拼接不同组的航空图像上的摄影点的三维坐标，得到目标建模区域对应的建模基础点云，并对建模基础点云进行加密操作；S5、基于建模基础点云构建基础三维模型，并使用经加密的建模基础点云对基础三维模型进行修正，进而得到目标建模区域对应的实景三维模型，本发明专利技术不仅能够保证建模点云的精确度，而且还能够解决建模点云缺失和稀疏的问题。而且还能够解决建模点云缺失和稀疏的问题。而且还能够解决建模点云缺失和稀疏的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机贴近摄影测量的三维模型制作方法


[0001]本专利技术属于三维建模
，具体涉及一种基于无人机贴近摄影测量的三维模型制作方法。

技术介绍

[0002]随着三维建模技术的不断发展，也对采集到的建模基础点云的精确度有了越来越高的要求，无人机贴近摄影测量是近些年发展起来的一项高新技术，它颠覆了以往只能从垂直角度拍摄图像的局限，通过在同一无人机上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度来采集目标区域的图像，因为在进行无人机贴近摄影测量时，无人机距离目标区域可以很近，所以无人机能够采集到目标区域的丰富的纹理信息，更便于重现真实的场景，然而，由于部分目标区域被遮挡，传感器抖动，天气影响等原因，容易导致建模基础点云的数据点缺失，以及通过无人机贴近摄影测量得到的建模基础点云是稀疏点云，还需要对其进行数据点的加密，从而来建立精确度高的实景三维模型，因此，研究一种能够提高建模基础点云的精确度的方法，并以此建立实景三维模型是十分必要的。

技术实现思路

[0003]针对上述提出的技术问题，本专利技术提供一种基于无人机贴近摄影测量的三维模型制作方法，通过无人机沿着覆盖目标建模区域的飞行路线进行航空图像的拍摄，并对全部的航空图像进行分组，同时求出同一组内的航空图像上的摄影点的三维坐标，以保证用于三维建模的点云的准确度，本专利技术还对建模基础点云进行加密处理，来解决点云缺失和稀疏的问题，本专利技术旨在最终得到精确度高的实景三维模型。
[0004]为了达到上述的专利技术目的，给出如下所述的一种基于无人机贴近摄影测量的三维模型制作方法，具体包括如下的步骤：S1、制定无人机的飞行摄影计划，所述飞行摄影计划包括无人机的飞行路线，无人机要拍摄的摄影点的位置，无人机的拍摄角度，无人机的拍摄间隔，及无人机所拍摄的航空图像的重叠率；S2、依据所述飞行摄影计划，无人机沿着覆盖目标建模区域的所述飞行路线进行所述航空图像的拍摄，并得到所述目标建模区域对应的航空图像集；S3、针对所述航空图像集进行分组，并通过使用三维测量方法求得同一组内的航空图像上的各个所述摄影点的三维坐标；S4、拼接不同组的航空图像上的各个所述摄影点的三维坐标，从而得到所述目标建模区域对应的建模基础点云，并对所述建模基础点云进行加密操作；S5、基于所述建模基础点云构建基础三维模型，并使用经加密的建模基础点云对所述基础三维模型进行修正，进而得到所述目标建模区域对应的实景三维模型；所述S4中对所述建模基础点云进行加密操作，具体包括如下的步骤：S41、根据加密点的位置，分别从建模基础点云中选择在X轴的正负方向上与加密
点距离最近的数据点，在Y轴的正负方向上与加密点距离最近的数据点，及在Z轴的正负方向上与加密点距离最近的数据点；S42、建立S41中的距离加密点最近的六个数据点的外接长方体，并使用如下公式计算各个数据点的浓度值，且：，其中，分别为各个数据点，，及的X坐标，Y坐标，及Z坐标，分别为外接长方体在X轴，Y轴，及Z轴上的长度；S43、基于所述各个数据点的浓度值，使用如下公式计算加密点的浓度值：，其中，分别为数据点在X轴上距离加密点的长度，分别为数据点在Y轴上距离加密点的长度，分别为数据点在Z轴上距离加密点的长度。
[0005]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述S3具体包括如下的步骤：S31、基于S2中的航空图像集，将其中针对目标建模区域内的任一建模物体的首次航空图像，二次航空图像，以及三次航空图像划分为一组；S32、使用所述任一建模物体的首次航空图像和二次航空图像构成第一立体航空图像，并使用三维测量方法求得所述第一立体航空图像上的摄影点的第一坐标；S33、使用所述任一建模物体的三次航空图像和二次航空图像构成第二立体航空图像，并使用三维测量方法求得所述第二立体航空图像上的摄影点的第二坐标；S34、当所述第一坐标接近所述第二坐标时，则判定对航空图像上的摄影点的三维坐标的测量结果是准确的，反之，则重新拍摄所述任一建模物体的航空图像；S35、使用所述任一建模物体的首次航空图像和三次航空图像构成第三立体航空图像，并使用三维测量方法求得所述第三立体航空图像上的摄影点的第三坐标；S36、将摄影点的准确的所述第一坐标和所述第二坐标中的其中一个对应的平面坐标作为摄影点最后的平面坐标，并将摄影点的所述第三坐标中的高程坐标作为摄影点最后的高程坐标。
[0006]与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少如下所述：1、本专利技术的一种基于无人机贴近摄影测量的三维模型制作方法，首先制定无人机的飞行摄影计划，接着无人机沿着覆盖目标建模区域的飞行路线进行航空图像的拍摄，其次针对航空图像集进行分组，并通过使用三维测量方法求得同一组内的航空图像上的摄影点的三维坐标，再次拼接不同组的航空图像上的摄影点的三维坐标，得到目标建模区域对应的建模基础点云，并对建模基础点云进行加密操作，最后基于建模基础点云构建基础三
维模型，并使用经加密的建模基础点云对基础三维模型进行修正，进而得到目标建模区域对应的实景三维模型；2、通过本专利技术不仅能够提高无人机贴近摄影测量得到的建模基础点云的准确度，而且还能够解决无人机贴近摄影测量得到的建模基础点云的数据点缺失和数据点稀疏的问题，进而最终得到精确度高的实景三维模型。
附图说明
[0007]图1为本专利技术的一种基于无人机贴近摄影测量的三维模型制作方法的步骤流程图；图2为本专利技术的对建模基础点云进行加密操作的步骤流程图；图3为本专利技术的对航空图像集进行分组并求得航空图像上的摄影点的三维坐标的步骤流程图。
具体实施方式
[0008]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0009]可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。
[0010]参考如图1所示，本专利技术提供一种基于无人机贴近摄影测量的三维模型制作方法，具体通过执行如下的步骤来实现：S1、制定无人机的飞行摄影计划，上述的飞行摄影计划包括无人机的飞行路线，无人机要拍摄的摄影点的位置，无人机的拍摄角度，无人机的拍摄间隔，及无人机所拍摄的航空图像的重叠率。
[0011]S2、依据上述的飞行摄影计划，无人机沿着覆盖目标建模区域的上述的飞行路线进行上述的航空图像的拍摄，并得到上述的目标建模区域对应的航空图像集。
[0012]S3、针对上述的航空图像集进行分组，并通过使用三维测量方法求得同一组内的航空图像上的各个上述的摄影点的三维坐标。
[0013]S4、拼接不同组的航空图像上的各个上述的摄影点的三维坐标，从而得到上述的目标建模区域对应的建模基础点云，并对上述的建模基础点云进行加密操作。
[0014]S5、基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机贴近摄影测量的三维模型制作方法，其特征在于，包括如下的步骤：S1、制定无人机的飞行摄影计划，所述飞行摄影计划包括无人机的飞行路线，无人机要拍摄的摄影点的位置，无人机的拍摄角度，无人机的拍摄间隔，及无人机所拍摄的航空图像的重叠率；S2、依据所述飞行摄影计划，无人机沿着覆盖目标建模区域的所述飞行路线进行所述航空图像的拍摄，并得到所述目标建模区域对应的航空图像集；S3、针对所述航空图像集进行分组，并通过使用三维测量方法求得同一组内的航空图像上的各个所述摄影点的三维坐标；S4、拼接不同组的航空图像上的各个所述摄影点的三维坐标，从而得到所述目标建模区域对应的建模基础点云，并对所述建模基础点云进行加密操作；S5、基于所述建模基础点云构建基础三维模型，并使用经加密的建模基础点云对所述基础三维模型进行修正，进而得到所述目标建模区域对应的实景三维模型；所述S4中对所述建模基础点云进行加密操作，具体包括如下的步骤：S41、根据加密点的位置，分别从建模基础点云中选择在X轴的正负方向上与加密点距离最近的数据点，在Y轴的正负方向上与加密点距离最近的数据点，及在Z轴的正负方向上与加密点距离最近的数据点；S42、建立S41中的距离加密点最近的六个数据点的外接长方体，并使用如下公式计算各个数据点的浓度值，且：，其中，分别为各个数据点，，及的X坐标，Y坐标，及Z坐标，分别为外接长方体在X轴，Y轴，及Z轴上的长度；S43、基于所述各个数据点的浓度值，使用如下公式计算加密点的浓度值：，其中，分别为数据点在X轴上距离加密点的长度，分别为数据点在Y轴上距离加密点的长度，分别为数据点在Z轴上距离加密点的长度。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机贴近摄影测量的三维模型制作方法，其特征在于，所述S1中的无人机所拍摄的航空图像的重叠率为，两张不同的航空图像上的相同的摄影点的个数占航空图像上的全部的摄影点的个数的比例，并且控制不同的航空图像上的全部的摄影点的个数保持一致。3.根据权利要求1所述的一种基于无人机贴近摄影测量的三维模型制...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵杰，袁春岚，王卫玲，李伟，
申请(专利权)人：烟台市地理信息中心，
类型：发明
国别省市：