无人机疾速三维建模使用案例

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      测区剖析


      测区位于福建省某地,属西北沿海低山丘陵区,阵势西北高、东北低。周围为海拔500米以上的中、低山围绕,中西部因此建溪、松溪为主轴的河谷平原、丘陵与串珠状的山间盆谷,构成以水腐蚀为主的地貌。


      精度要求


      这次拍照获取的影像用于制造空中三维模子,没有明白的成图精度目标需求,实行中接纳的影像的空中辨别率(GSD)为10cm。


      方案设计


      测区面积约2.67km²,地形次要以丘陵为主,均匀海拔约340m,最高约472m,最低约208m。依据甲方作业需求,本次航行方案设计空中辨别率10cm,绝对航高513m,航向重叠80%,旁向重叠70%,共设计1架次航行作业。本次航行义务接纳大重叠度航行方案,目标是后续创建三维建模。

      测区均匀航行高度约为757m,依据测区内最高点和最低点高程,盘算可得实践获取影像的GSD为5.6cm~10.7cm,满意设计需求。

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      图 1 测区航路计划图

      2.jpg图 2 计划航路平面表现


      航行参数


      接纳飞马智能航测体系F1000举行航摄。详细参数如下:

      表 1  飞马智能航测体系F1000航摄参数

      航摄工夫

      2016.07.23

      航摄相机

      SONY-α5100

      像元巨细

      3.9µm

      镜头焦距

      20 mm

      绝对航高

      513m

      空中辨别率

      0.1m

      快门速率

      1/1250秒

      光圈巨细

      2.8~4

      ISO

      200

      航行里程

      31km

      航行工夫

      30分钟

      拍摄像片

      394张

      飞马智能航测体系F1000接纳手抛主动腾飞,由于作业地区地形情况庞大,接纳伞降接纳。全程自主航行,姿势安稳,航行历程监控各航行参数均正常,巡航时速率根本波动在60 km/h,三姿角度偏向< 5°。航行工夫合计30分钟,航行里程31km,出航后剩余电量65%。

      整个义务共完成394张原始影像拍摄,并现场经过无人机管家软件智检图举行数据质检,共用时9分钟,确认所有影像及格可用,整个航行作业圆满完成。

       

      3.jpg图 3 现场事情照


      航行姿势


      统计航行姿势角,失掉


      表 2 航行姿势统计

      单元:度

      姿势角

      Roll

      Pitch

      均值*

      4.327

      1.838

      中偏差

      0.767

      0.952

      *注:思索到航行时航路的偏向性,角度统计时均以相对值盘算。

      4.jpg

      图 4 航行姿势统计


      CH/Z 3005-2010 《高空数字航空拍照标准》中指出,像片倾角一样平常不大于5°,最大不凌驾12°,呈现凌驾8°的片数未几于总数的10%;像片旋角一样平常不大于15°,在确保像片航向和旁向重叠度满意要求的条件下,一般最大旋角不凌驾30°,在统一条航路上旋角凌驾20°像片数不该凌驾3片,凌驾15°旋角的像片数不得凌驾分区像片总数的10%。可见,飞马智能航测体系F1000航行姿势切合标准要求。


      质检陈诉

      5.jpg 5 智检图工程


      6.jpg图 6 质检陈诉

      8.jpg

      图 7 原始影像


      空三加密


      接纳无人机管家智拼图举行空三加密处置,间接导入智检图工程,颠末测区构建、主动婚配毗连点、空三加密、影像匀光匀色、正射改正、影像镶嵌等处置,完成点云、DEM、DOM数据提取

      9.jpg 8 DEM效果


      10.jpg 9 DOM效果


      精度检点


      本次实行目标为测试飞马智能航测体系F1000疾速获取空中三维模子的才能,实行历程中未专门布设空中控制点,将智拼图中天生的DOM影像叠加到Google卫星影像上,可见影像不存在歪曲变形,与卫星影像接边处路途等特性地物根本对齐,反应了自在网平差后果分歧性较好。

      11.jpg

           10 DOM叠加Google卫星影像表现


      数据预处置


      将原始影像和POS数据导入无人机管家后,在智理图模块中对影像举行畸变差改正和匀光匀色处置,在智拼图模块中举行空三处置并输入精化后的POS数据。颠末预处置后的影像颜色分歧性好且消弭了畸变差,有助于后续步调中天生定位正确、纹理特性更好的三维模子数据。


      数据导入建模软件


      三维建模接纳Smart3D软件举行,将空三后失掉的外方位元素、相机参数以及改正后的影像导入Smart3D举行三维建模。

      12.jpg 11 三维模子叠加纹理表现


      13.jpg 12 三维模子、叠加纹理及点云结果图


      14.jpg图 13 修建麋集区三维模子


      服从剖析


      应客户要求,作业员携带飞马智能航测体系F1000前去福建某林业采育场举行航行测试。上午6:10左右动身,7:40左右抵达现场;依据现场状况及测区范畴信息计划航路,8:00飞机腾飞,8:30下降;合计获取原始影像394张;掩盖面积4.85k

      飞马智能航测体系F1000航行工夫30分钟即获取4.85k的三维影像原始数据,关于别的范例无人机搭载的倾斜相机,获取异样面积的数据每每必要破费更多的工夫。高效的数据获取才能表现出F1000在疾速三维建模范畴的宏大潜力。


      实行结论


      这次作业地区为典范山区地形,植被掩盖繁盛,传统人工观察难度较大,使用无人机极大的进步了作业率,与此同时无人机取得的高辨别率影像数据可以愈加直观的表现测区的真完成状。

      测区地处山区,地形升沉大、光照条件差别分明,颠末无人机管家匀光匀色处置后的DOM影像颜色匀称、不存在分明接缝,且DOM外部分歧性好,不存在歪曲、地物重影、拉花的征象。

      经无人机管家预处置后,失掉匀光匀色且无畸变的影像数据和精化后的POS数据,为后续疾速三维建模处置提供了高质量的输出数据。

      实行接纳航向80%、旁向70%的大重叠度航行,数据经Smart3D处置后失掉测区高精度三维模子。固然本次实行未接纳倾斜成像的方法获取数据,但依托大重叠度掩盖的数据,创建了测区三维模子,在修建麋集区也取得了较好的成像结果,证明白飞马智能航测体系F1000在疾速三维建模范畴的使用才能。



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