基于空地融合的精細(xì)化實(shí)景建模及可視化研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-10 10:18
近些年來(lái),伴隨著數(shù)字城市到智慧城市的升級(jí)、AR/VR等智能應(yīng)用的升級(jí),二維數(shù)據(jù)的局限性已經(jīng)無(wú)法滿足社會(huì)各部門(mén)的需求,三維數(shù)據(jù)以其形象性、直觀性、可視性使得三維可視化建模技術(shù)成為一股發(fā)展潮流,并對(duì)模型的精細(xì)化程度要求也越來(lái)越高,同時(shí),對(duì)于三維模型空間展示、三維空間分析的能力也引起了社會(huì)各行各業(yè)的廣泛關(guān)注,因此,本文對(duì)精細(xì)化實(shí)景三維模型的構(gòu)建與可視化三維平臺(tái)的展示進(jìn)行了深入的研究。無(wú)人機(jī)空中攝影技術(shù)能夠高效率獲得大面積實(shí)景模型,地面近景攝影技術(shù)能夠獲取精細(xì)化小范圍三維模型,二者各有不同。本文主要圍繞傾斜攝影實(shí)景三維建模技術(shù)以及可視化三維平臺(tái)展示理論進(jìn)行研究,對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了深入的探究,并開(kāi)展了對(duì)山西省大同市晉華宮國(guó)家礦山公園研究區(qū)的無(wú)人機(jī)空中傾斜影像和近地面街景影像的采集工作,空地融合建模試驗(yàn),可視化分析平臺(tái)搭建等。主要工作包括:⑴詳細(xì)介紹了無(wú)人機(jī)空中傾斜攝影系統(tǒng)的組成、空中傾斜影像與地面近景影像的采集方式。具體包括飛行機(jī)體參數(shù)、飛控與導(dǎo)航、影像采集系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、航攝技術(shù)參數(shù)、航線規(guī)劃、影像質(zhì)量檢查等。⑵詳盡分析了利用空地融合關(guān)鍵技術(shù)在重建實(shí)景三維模型過(guò)程中的應(yīng)用。主要包含多視...
【文章來(lái)源】:西安科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
MD41000四旋翼航空飛行器
(a)五鏡頭 (b)兩鏡頭 (c)單鏡頭圖 2.3 影像采集系統(tǒng)本次實(shí)驗(yàn)采用的多視傾斜相機(jī)是非量測(cè)數(shù)碼相機(jī),相機(jī)型號(hào)為 SONYILCE-7R,幅為 35.9×24mm。通常情況下,非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)畸變較大,需要進(jìn)行嚴(yán)格的校正,恢影像光束的正確位置,獲取相機(jī)的內(nèi)方位元素以及徑向、切向畸變參數(shù)。本次實(shí)驗(yàn)采的非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)在西安科技大學(xué)臨潼校區(qū)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行嚴(yán)格校正,校正內(nèi)容主要包像主點(diǎn)的框標(biāo)坐標(biāo)的測(cè)定、焦距測(cè)定、徑向與切向畸變系數(shù)的測(cè)定工作。本次相機(jī)檢采用的檢校模型(單位為毫米)為:2 4 6 2 20 1 2 3 1 0 2 0 02 4 6 2 20 1 2 3 2 0 1 0 0( )( ) [ 2( ) ] 2 ( )( )( )( ) [ 2( ) ] 2 ( )( )x x x k r k r k r p r x x p x x y yy y y k r k r k r p r y y p x x y y (2.12 20 0r ( x x ) ( y y)(2.2式中, x , y 為像點(diǎn)改正值; x, y 為像方坐標(biāo)系下的像點(diǎn)坐標(biāo);0 0x ,y 為像主點(diǎn)1 2 3k , k ,k 為徑向畸變參數(shù),1 2p ,p 為切向畸變參數(shù);將公式 2.2 帶入公式 2.1,可以得到畸差后的共線方程為:
9 CCD 非正方形比例系數(shù) α 010 CCD 非正交性的畸變系數(shù) β 02.2.4 地面監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)人機(jī)地面監(jiān)控系統(tǒng),用來(lái)監(jiān)控飛機(jī)的各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),該系統(tǒng)主要是由車載平臺(tái)子系統(tǒng)、硬件子系統(tǒng)、軟件子系統(tǒng)、外部接口服務(wù)子系統(tǒng)等組成,通過(guò)地面監(jiān)控系統(tǒng)可以指定飛行航線規(guī)劃,監(jiān)控飛行姿態(tài)與軌跡等,還可以實(shí)時(shí)發(fā)送指令、接受遙測(cè)數(shù)據(jù)等操作[38]。本文研究使用的地面工作站是軍用級(jí)的三防分體式的地面工作站,地面工作筆記本采用的是標(biāo)準(zhǔn)軍用級(jí)別的筆記本配置,包括通過(guò)美軍標(biāo)準(zhǔn) MIL-STD-810G 和 IP5X 認(rèn)證的陽(yáng)光下可讀的高亮度顯示屏以及密封的 I/O 端口可以保護(hù)接口免遭外部撞擊、防濺水、防塵、防撞,它的工作溫度區(qū)間為-20 攝氏度至 60 攝氏度。地面監(jiān)控軟件采用 mdCockpit地面站軟件,該軟件能進(jìn)行航點(diǎn)編輯,監(jiān)測(cè)遙感數(shù)據(jù)、記錄飛行參數(shù)(黑匣子)、進(jìn)行終端通訊,多種語(yǔ)言翻譯等操作,在本次試驗(yàn)中,采用的地面工作站與地面監(jiān)控軟件見(jiàn)圖 2.4 所示:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的實(shí)景三維建模及精度評(píng)估[J]. 譚金石,黃正忠. 現(xiàn)代測(cè)繪. 2015(05)
[2]淺析國(guó)內(nèi)傾斜攝影技術(shù)的發(fā)展[J]. 李安福,曾政祥,吳曉明. 測(cè)繪與空間地理信息. 2014(09)
[3]基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的“數(shù)字資陽(yáng)”三維建模及精度評(píng)定[J]. 張平,劉怡,蔣紅兵. 測(cè)繪. 2014(03)
[4]基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的三維數(shù)字城市建模[J]. 孫宏偉. 現(xiàn)代測(cè)繪. 2014(01)
[5]利用Pictometry傾斜攝影技術(shù)進(jìn)行全自動(dòng)快速三維實(shí)景城市生產(chǎn)——以常州市三維實(shí)景城市生產(chǎn)為例[J]. 田野,向宇,高峰,高亮. 測(cè)繪通報(bào). 2013(02)
[6]基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)快速建立城市3維模型研究[J]. 李鎮(zhèn)洲,張學(xué)之. 測(cè)繪與空間地理信息. 2012(04)
[7]傾斜航空影像的城市建筑物三維模型構(gòu)建研究[J]. 桂德竹,林宗堅(jiān),張成成. 測(cè)繪科學(xué). 2012(04)
[8]數(shù)字城市三維建模方法比較分析[J]. 李永泉,韓文泉,黃志洲. 現(xiàn)代測(cè)繪. 2010(02)
[9]地面3維激光掃描儀:現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 徐進(jìn)軍,張民偉. 測(cè)繪通報(bào). 2007(01)
[10]建筑場(chǎng)景三維重建中影像方位元素的獲取方法[J]. 張祖勛,吳軍,張劍清. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2003(03)
博士論文
[1]三維模型實(shí)拍紋理高精度重建研究[D]. 刁常宇.浙江大學(xué) 2007
碩士論文
[1]傾斜影像的特征提取及匹配研究[D]. 呂香偉.長(zhǎng)安大學(xué) 2017
[2]傾斜攝影測(cè)量在實(shí)景三維建模中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 周杰.昆明理工大學(xué) 2017
[3]建筑物三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)及建模研究[D]. 杜希建.長(zhǎng)安大學(xué) 2016
[4]基于多源數(shù)據(jù)融合的三維重建研究[D]. 田佳.東華理工大學(xué) 2012
[5]地面LiDAR影像數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 楊檳.南京理工大學(xué) 2009
[6]激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的三維建模技術(shù)[D]. 呂瓊瓊.北京交通大學(xué) 2009
[7]基于三維激光掃描儀的點(diǎn)云配準(zhǔn)[D]. 高珊珊.南京理工大學(xué) 2008
本文編號(hào):2908529
【文章來(lái)源】:西安科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
MD41000四旋翼航空飛行器
(a)五鏡頭 (b)兩鏡頭 (c)單鏡頭圖 2.3 影像采集系統(tǒng)本次實(shí)驗(yàn)采用的多視傾斜相機(jī)是非量測(cè)數(shù)碼相機(jī),相機(jī)型號(hào)為 SONYILCE-7R,幅為 35.9×24mm。通常情況下,非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)畸變較大,需要進(jìn)行嚴(yán)格的校正,恢影像光束的正確位置,獲取相機(jī)的內(nèi)方位元素以及徑向、切向畸變參數(shù)。本次實(shí)驗(yàn)采的非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)在西安科技大學(xué)臨潼校區(qū)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行嚴(yán)格校正,校正內(nèi)容主要包像主點(diǎn)的框標(biāo)坐標(biāo)的測(cè)定、焦距測(cè)定、徑向與切向畸變系數(shù)的測(cè)定工作。本次相機(jī)檢采用的檢校模型(單位為毫米)為:2 4 6 2 20 1 2 3 1 0 2 0 02 4 6 2 20 1 2 3 2 0 1 0 0( )( ) [ 2( ) ] 2 ( )( )( )( ) [ 2( ) ] 2 ( )( )x x x k r k r k r p r x x p x x y yy y y k r k r k r p r y y p x x y y (2.12 20 0r ( x x ) ( y y)(2.2式中, x , y 為像點(diǎn)改正值; x, y 為像方坐標(biāo)系下的像點(diǎn)坐標(biāo);0 0x ,y 為像主點(diǎn)1 2 3k , k ,k 為徑向畸變參數(shù),1 2p ,p 為切向畸變參數(shù);將公式 2.2 帶入公式 2.1,可以得到畸差后的共線方程為:
9 CCD 非正方形比例系數(shù) α 010 CCD 非正交性的畸變系數(shù) β 02.2.4 地面監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)人機(jī)地面監(jiān)控系統(tǒng),用來(lái)監(jiān)控飛機(jī)的各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),該系統(tǒng)主要是由車載平臺(tái)子系統(tǒng)、硬件子系統(tǒng)、軟件子系統(tǒng)、外部接口服務(wù)子系統(tǒng)等組成,通過(guò)地面監(jiān)控系統(tǒng)可以指定飛行航線規(guī)劃,監(jiān)控飛行姿態(tài)與軌跡等,還可以實(shí)時(shí)發(fā)送指令、接受遙測(cè)數(shù)據(jù)等操作[38]。本文研究使用的地面工作站是軍用級(jí)的三防分體式的地面工作站,地面工作筆記本采用的是標(biāo)準(zhǔn)軍用級(jí)別的筆記本配置,包括通過(guò)美軍標(biāo)準(zhǔn) MIL-STD-810G 和 IP5X 認(rèn)證的陽(yáng)光下可讀的高亮度顯示屏以及密封的 I/O 端口可以保護(hù)接口免遭外部撞擊、防濺水、防塵、防撞,它的工作溫度區(qū)間為-20 攝氏度至 60 攝氏度。地面監(jiān)控軟件采用 mdCockpit地面站軟件,該軟件能進(jìn)行航點(diǎn)編輯,監(jiān)測(cè)遙感數(shù)據(jù)、記錄飛行參數(shù)(黑匣子)、進(jìn)行終端通訊,多種語(yǔ)言翻譯等操作,在本次試驗(yàn)中,采用的地面工作站與地面監(jiān)控軟件見(jiàn)圖 2.4 所示:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的實(shí)景三維建模及精度評(píng)估[J]. 譚金石,黃正忠. 現(xiàn)代測(cè)繪. 2015(05)
[2]淺析國(guó)內(nèi)傾斜攝影技術(shù)的發(fā)展[J]. 李安福,曾政祥,吳曉明. 測(cè)繪與空間地理信息. 2014(09)
[3]基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的“數(shù)字資陽(yáng)”三維建模及精度評(píng)定[J]. 張平,劉怡,蔣紅兵. 測(cè)繪. 2014(03)
[4]基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的三維數(shù)字城市建模[J]. 孫宏偉. 現(xiàn)代測(cè)繪. 2014(01)
[5]利用Pictometry傾斜攝影技術(shù)進(jìn)行全自動(dòng)快速三維實(shí)景城市生產(chǎn)——以常州市三維實(shí)景城市生產(chǎn)為例[J]. 田野,向宇,高峰,高亮. 測(cè)繪通報(bào). 2013(02)
[6]基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)快速建立城市3維模型研究[J]. 李鎮(zhèn)洲,張學(xué)之. 測(cè)繪與空間地理信息. 2012(04)
[7]傾斜航空影像的城市建筑物三維模型構(gòu)建研究[J]. 桂德竹,林宗堅(jiān),張成成. 測(cè)繪科學(xué). 2012(04)
[8]數(shù)字城市三維建模方法比較分析[J]. 李永泉,韓文泉,黃志洲. 現(xiàn)代測(cè)繪. 2010(02)
[9]地面3維激光掃描儀:現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 徐進(jìn)軍,張民偉. 測(cè)繪通報(bào). 2007(01)
[10]建筑場(chǎng)景三維重建中影像方位元素的獲取方法[J]. 張祖勛,吳軍,張劍清. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2003(03)
博士論文
[1]三維模型實(shí)拍紋理高精度重建研究[D]. 刁常宇.浙江大學(xué) 2007
碩士論文
[1]傾斜影像的特征提取及匹配研究[D]. 呂香偉.長(zhǎng)安大學(xué) 2017
[2]傾斜攝影測(cè)量在實(shí)景三維建模中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 周杰.昆明理工大學(xué) 2017
[3]建筑物三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)及建模研究[D]. 杜希建.長(zhǎng)安大學(xué) 2016
[4]基于多源數(shù)據(jù)融合的三維重建研究[D]. 田佳.東華理工大學(xué) 2012
[5]地面LiDAR影像數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 楊檳.南京理工大學(xué) 2009
[6]激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的三維建模技術(shù)[D]. 呂瓊瓊.北京交通大學(xué) 2009
[7]基于三維激光掃描儀的點(diǎn)云配準(zhǔn)[D]. 高珊珊.南京理工大學(xué) 2008
本文編號(hào):2908529
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