本发明涉及摄影三维建模,具体为一种摄影测量三维建模方法及系统。
背景技术:
1、基于无人机影像数据的三维建模技术随着数字化城市普及得到了越来越广泛的应用,其技术主要利用搭载在无人机上的高精度相机、激光雷达等传感器,对地物进行高精度的数据采集,然后利用计算机对这些数据进行处理分析生成高精度的三维模型,虽然无人机三维建模技术具有广泛的应用前景,但其也易受天气、光照等自然环境影响,面对阴天、大雾等天气情况,传统的无人机影像三维建模技术无法满足于应用条件,在面对一些需要提供全天候数据采集情况时,使用传统的建模技术采集白天影像数据无法满足于实际需求。
2、如申请号为202310768554.5所述的一种三维建模方法、装置、系统以及存储介质,其通过从相机中获得多个待建模图像,从激光雷达发射器中获得多个原始点云数据;从所有原始点云数据中筛选出多个处理后点云数据;从所有待建模图像筛选出多个模糊图像;分别对各个模糊图像进行修复分析得到目标修复图像;通过所有处理后点云数据以及所有目标修复图像构建得到三维建模结果,充分考虑了摄影测量过程特性,降低了由于夜间光线和运动模糊产生的影像画质降低影像,提高了建模精确率,降低了三维模型空洞情况,从而生成更为精准可靠的夜间三维模型。
3、基于对上述资料的检索,可以看出现有根据摄影图像进行三维模型构建时受环境影响因素较大,并且针对不同的环境还需要进行不同的算法搭建,导致三维建模过程较为复杂,并且需要处理性能高的硬件进行支持,计算成本高的同时,三维模型生成效率缓慢,为此,特提出一种摄影测量三维建模方法及系统,不受环境因素影响的同时,通过简单的算法就可以实现三维模型的搭建,处理效率高的同时,有效降低三维模型搭建成本。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明提供了一种摄影测量三维建模方法及系统,解决了上述背景技术中提出的问题。
2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种摄影测量三维建模方法,具体包括以下步骤:
3、s1、相机参数获取:获取相机摄影时的姿态信息和相机摄像时的位置坐标,并对相机摄影图像进行存储;
4、s2、目标定位:以图像的像素点为坐标建立平面坐标,获取图像网格坐标图,筛选具有重复特性的特征子,并利用特征描述子进行特征点的匹配,获取不同图像中对应的同一目标特征点,并剔除误匹配点,根据匹配结果,从图像网格坐标图中提取同一目标的若干二维平面坐标;
5、s3、目标尺寸分析:根据相机的内参和外参建立相机成像模型,利用不同视角下的图像网格坐标图和相机的位置坐标重建出目标的三维点云,在三维空间中测量目标的尺寸,其中对于不规则形状的目标,采用计算包围盒的尺寸进行近似表示;
6、s4、三维建模:对三维点云进行去噪、滤波和平滑的处理后,将三维点云转换为三维网络模型,将相机摄像图像中的纹理信息映射到三维网格模型中,获取对应图像的三维模型。
7、本发明还公开了一种摄影测量三维建模系统,包括摄像三维建模平台,所述摄像三维建模平台包括基础分析单元、目标定位单元、尺寸分析单元和三维建模单元,所述基础分析单元与目标定位单元对接,所述目标定位单元与尺寸分析单元对接,所述尺寸分析单元与三维建模单元对接。
8、本发明进一步设置为:所述基础分析单元包括位置坐标记录模块和姿态记录模块,所述位置坐标记录模块与姿态记录模块对接。
9、本发明进一步设置为:所述位置坐标记录模块用户记录相机摄像时的位置坐标,并对相机摄影图像进行存储;
10、所述姿态记录模块用于获取相机摄影时的姿态信息,其中,姿态信息包括俯仰角、偏航角和滚转角。
11、本发明进一步设置为:所述目标定位单元包括坐标模拟模块、目标拟定模块和同类标记模块,所述坐标模拟模块与目标拟定模块对接,所述目标拟定模块与同类标记模块对接。
12、本发明进一步设置为:所述坐标模拟模块用于以图像的像素点为坐标建立平面坐标,获取图像网格坐标图;
13、所述目标拟定模块用于筛选具有重复特性的特征子,并利用特征描述子进行特征点的匹配,获取不同图像中对应的同一目标特征点,并剔除误匹配点;
14、所述同类标记模块用于根据匹配结果,从图像网格坐标图中提取同一目标的若干二维平面坐标。
15、本发明进一步设置为:所述尺寸分析单元包括相机成像建模模块、三维重建模块和尺寸计算模块,所述相机成像建模模块与三维重建模块对接,所述三维重建模块与尺寸计算模块对接。
16、本发明进一步设置为:所述相机成像建模模块用于根据相机的内参和外参建立相机成像模型;
17、所述三维重建模块用于利用不同视角下的图像网格坐标图和相机的位置坐标重建出目标的三维点云;
18、所述尺寸计算模块用于在三维空间中测量目标的尺寸,其中对于不规则形状的目标,采用计算包围盒的尺寸进行近似表示。
19、本发明进一步设置为:所述三维建模单元包括点云转换模块、优化处理模块和模型验证模块,所述点云转换模块与优化处理模块对接,所述优化处理模块与模型验证模块对接。
20、本发明进一步设置为:所述点云转换模块用于对三维点云进行去噪、滤波和平滑的处理后,将三维点云转换为三维网络模型;
21、所述优化处理模块用于将相机摄像图像中的纹理信息映射到三维网格模型中,获取对应图像的三维模型;
22、所述模型验证模块用于根据三维模型导出平面图像,获取比对图像,与相机摄像图像进行参照比对,并进行缺失和多出部分的标记。
23、本发明提供了一种摄影测量三维建模方法及系统。具备以下有益效果:
24、(1)本发明通过根据图像像素点建立平面坐标,获取图像网格坐标图,通过获取同一目标在不同图像网格坐标图中的二维平面坐标,结合搭建的相机成像模型,进行目标的三维点云生成,方便迅速生成对应目标的三维模型,三维模型搭建迅速的同时,数据处理量小,可以有效降低三维模型搭建所需成本,同时还可提高三维模型的搭建效率。
25、(2)本发明通过根据搭建出的三维模型进行平面图像的导出,通过与初始相机摄像图像的参照比对,对平面图像相对初始相机摄像图像的缺失和多出部分进行标记,实现对搭建出三维模型的精准度评估,这样在适应不同摄影环境的同时,为三维模型的优化提供精准数据支持。
1.一种摄影测量三维建模方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
2.一种摄影测量三维建模系统,其特征在于:包括摄像三维建模平台(1),所述摄像三维建模平台(1)包括基础分析单元(2)、目标定位单元(3)、尺寸分析单元(4)和三维建模单元(5),所述基础分析单元(2)与目标定位单元(3)对接,所述目标定位单元(3)与尺寸分析单元(4)对接,所述尺寸分析单元(4)与三维建模单元(5)对接。
3.根据权利要求2所述的一种摄影测量三维建模系统,其特征在于:所述基础分析单元(2)包括位置坐标记录模块(201)和姿态记录模块(202),所述位置坐标记录模块(201)与姿态记录模块(202)对接。
4.根据权利要求3所述的一种摄影测量三维建模系统,其特征在于:所述位置坐标记录模块(201)用户记录相机摄像时的位置坐标,并对相机摄影图像进行存储;
5.根据权利要求4所述的一种摄影测量三维建模系统,其特征在于:所述目标定位单元(3)包括坐标模拟模块(301)、目标拟定模块(302)和同类标记模块(303),所述坐标模拟模块(301)与目标拟定模块(302)对接,所述目标拟定模块(302)与同类标记模块(303)对接。
6.根据权利要求5所述的一种摄影测量三维建模系统,其特征在于:所述坐标模拟模块(301)用于以图像的像素点为坐标建立平面坐标,获取图像网格坐标图;
7.根据权利要求6所述的一种摄影测量三维建模系统,其特征在于:所述尺寸分析单元(4)包括相机成像建模模块(401)、三维重建模块(402)和尺寸计算模块(403),所述相机成像建模模块(401)与三维重建模块(402)对接,所述三维重建模块(402)与尺寸计算模块(403)对接。
8.根据权利要求7所述的一种摄影测量三维建模系统,其特征在于:所述相机成像建模模块(401)用于根据相机的内参和外参建立相机成像模型;
9.根据权利要求8所述的一种摄影测量三维建模系统,其特征在于:所述三维建模单元(5)包括点云转换模块(501)、优化处理模块(502)和模型验证模块(503),所述点云转换模块(501)与优化处理模块(502)对接,所述优化处理模块(502)与模型验证模块(503)对接。
10.根据权利要求9所述的一种摄影测量三维建模系统,其特征在于:所述点云转换模块(501)用于对三维点云进行去噪、滤波和平滑的处理后,将三维点云转换为三维网络模型;