無(wú)人機(jī)三維實(shí)景建模講座課件

無(wú)人機(jī)低空攝影3D

實(shí)景建模

湖北國(guó)土資源職業(yè)學(xué)院測(cè)繪學(xué)院工程測(cè)量名師工作室Content011無(wú)人機(jī)傾斜攝影022傾斜攝影數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)033數(shù)據(jù)處理流程044BentleyContextCaptureCenter055Pix4DMapper066AgisoftMetashapeContent011無(wú)人機(jī)傾斜攝影022傾斜攝影數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)033數(shù)據(jù)處理流程044BentleyContextCaptureCenter055Pix4DMapper066AgisoftMetashape無(wú)人機(jī)傾斜攝影傾斜攝影測(cè)量?jī)A斜攝影技術(shù)是國(guó)際測(cè)繪領(lǐng)域近些年開展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)，它通過(guò)在同一飛行平臺(tái)上搭載多臺(tái)傳感器，同時(shí)從一個(gè)垂直、四個(gè)傾斜等五個(gè)不同的角度采集影像，根據(jù)攝影測(cè)量理論和原理對(duì)其進(jìn)行處理，最后得到和現(xiàn)實(shí)完全一致的三維模型，從而將用戶引入了符合人眼視覺的真實(shí)直觀世界。垂直地面角度拍攝獲取的是垂直向下的一組影像，稱為正片，鏡頭朝向與地面成一定夾角拍攝獲取的四組影像分別指向東南西北，稱為斜片。2023/3/94建模對(duì)象與分辨率適合建模的對(duì)象：建模分辨率：取決于輸入數(shù)據(jù)的分辨率(GSD)Content011無(wú)人機(jī)傾斜攝影022傾斜攝影數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)033數(shù)據(jù)處理流程044BentleyContextCaptureCenter055Pix4DMapper066AgisoftMetashape傾斜攝影數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括無(wú)人機(jī)、飛控系統(tǒng)、攝影云臺(tái)、傳感器等。2023/3/97精靈Phantom4Pro大疆行業(yè)級(jí)機(jī)型M600Pro傾斜攝影數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2023/3/98飛控操控臺(tái)攝影云臺(tái)日本佳能EOS傾斜攝影數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相關(guān)重要參數(shù)：影像精度、焦距、像素、傳感器尺寸、模型精度、地面分辨率、航高、像片內(nèi)方位元素、外方位元素、影像重疊度、像控點(diǎn)〔GCP〕、模型相對(duì)定向、絕對(duì)定向影像精度公式影像精度〔米/像素〕X焦距〔毫米〕X圖像最大尺寸〔毫米〕=傳感器尺寸〔毫米〕X拍攝距離〔米〕模型精度=〔2-3〕倍的影像精度如SonyDSC-RX1RRM2相機(jī)參數(shù)：圖像尺寸7954*5304pixel，傳感器尺寸35.8mm，焦距36mm，設(shè)航高為80m，那么影像精度為：影像精度=傳感器尺寸*航高/〔焦距*圖像最大尺寸〕=35.8*80/〔35*7952〕=10mm模型精度=3*影像精度=3*10=30mm2023/3/99Content011無(wú)人機(jī)傾斜攝影022傾斜攝影數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)033數(shù)據(jù)處理流程044BentleyContextCaptureCenter055Pix4DMapper066AgisoftMetashape軟件處理數(shù)據(jù)的工作流程圖照片的額外輔助數(shù)據(jù)需要：傳感器屬性〔焦距、傳感器尺寸、主點(diǎn)、鏡頭失真〕，照片的位置參數(shù)〔如GPS〕，照片姿態(tài)參數(shù)〔如INS〕，控制點(diǎn)等。2023/3/911處理數(shù)據(jù)軟件基于影像自動(dòng)化進(jìn)行三維模型構(gòu)建的并行軟件〔集群〕系統(tǒng)：建模對(duì)象：靜態(tài)物體輔助信息：傳感器屬性、照片位置姿態(tài)參數(shù)、控制點(diǎn)等計(jì)算過(guò)程：空三、重建階段的參數(shù)設(shè)置輸出結(jié)果：帶有真實(shí)紋理的三維格網(wǎng)模型〔實(shí)景真三維模型〕數(shù)據(jù)流：連續(xù)立體像對(duì)>>密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)>>三角格網(wǎng)>>三維模型處理數(shù)據(jù)軟件軟件的最大特性在于:(1)基于自動(dòng)運(yùn)算，無(wú)需人工干預(yù)；(2)可以多臺(tái)計(jì)算機(jī)集群運(yùn)算。傾斜攝影數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主流軟件有：美國(guó)Bently公司的ContextCaptureCenter〔Smart3D-2021年法國(guó)，2021收購(gòu)〕，Skyline公司的PhotoMesh〔1997年創(chuàng)立〕;俄羅斯Agisoft公司的Metashape〔PhotoScan〕，瑞士Pix4D公司Pix4Dmapper，德國(guó)的Inpho〔1997年創(chuàng)立，2007年加盟美國(guó)天寶〕。2023/3/913Content011無(wú)人機(jī)傾斜攝影022傾斜攝影數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)033數(shù)據(jù)處理流程044BentleyContextCaptureCenter055Pix4DMapper066AgisoftMetashapeBentleyContextCaptureCenter基于影像自動(dòng)化進(jìn)行三維模型構(gòu)建的并行軟件系統(tǒng)，是目前國(guó)際上最先進(jìn)的建模軟件。它采用了主從模式〔Master-Worker〕，可以多臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行多個(gè)ContextCaptureEngine，并將它們關(guān)聯(lián)到同一個(gè)作業(yè)隊(duì)列中，能大幅降低處理時(shí)間。兩大模塊：ContextCaptureMaster和ContextCaptureEngineContextCaptureMaster是主要模塊，通過(guò)圖形用戶接口，向軟件定義輸入數(shù)據(jù)，設(shè)置處理過(guò)程，提交過(guò)程任務(wù)，監(jiān)控這些任務(wù)的處理過(guò)程與處理結(jié)果可視化等。Master并不會(huì)執(zhí)行處理過(guò)程，而是將任務(wù)分解為根底作業(yè)并提交給JobQueue。ContextCaptureEngine是工作模塊，它在計(jì)算機(jī)后臺(tái)運(yùn)行，無(wú)需與用戶交互。

2023/3/915BentleyContextCaptureCenter2023/3/916ContextCapture軟件有幾個(gè)主要的模塊：包括Master、Setting、Engine、Viewer等。Master是一個(gè)非常友好的人機(jī)交互界面，相當(dāng)于一個(gè)管理者，它創(chuàng)立任務(wù)，管理任務(wù)，監(jiān)視任務(wù)的進(jìn)度等；Setting是一個(gè)中間媒介，它主要是幫助Engine指向任務(wù)的路徑；Engine即是引擎端，只負(fù)責(zé)對(duì)所指向的JobQueue中的任務(wù)進(jìn)行處理，可以獨(dú)立于Master翻開或者關(guān)閉；Viewer那么可預(yù)覽生成的三維場(chǎng)景和模型。軟硬件架構(gòu)Master-Worker并行計(jì)算模式：Master數(shù)據(jù)I/O處理流程任務(wù)創(chuàng)立狀態(tài)跟蹤JobQueue任務(wù)存放任務(wù)調(diào)度Worker任務(wù)計(jì)算EngineEngineEngine軟件名詞解釋Photogroup〔影像組〕由一組具有相同內(nèi)方位元素的影像構(gòu)成相機(jī)屬性參數(shù)唯一〔焦距、傳感器尺寸、畸變等〕Photo〔影像〕照片外方位元素〔位置+角元素〕Component〔影像組件〕有假設(shè)干個(gè)影像組構(gòu)成的連續(xù)立體像對(duì)Block〔區(qū)塊〕同一測(cè)區(qū)的全部影像影像內(nèi)部坐標(biāo)系ECEF(EarthCenteredEarthFixed)，標(biāo)準(zhǔn)全球笛卡爾坐標(biāo)系軟件名詞解釋AT(Aerotriangulation)空三計(jì)算PointKeypoint(關(guān)鍵點(diǎn))、Tiepoint(連接點(diǎn))、ControlPoint(控制點(diǎn))Reconstruction〔重建〕Scene〔場(chǎng)景〕虛擬的重建對(duì)象Tile〔瓦片〕構(gòu)成場(chǎng)景的假設(shè)干個(gè)大小相同的數(shù)據(jù)切塊重建坐標(biāo)系ENU，一般是基于場(chǎng)景中心的地球切平面ContextCaptureMaster界面2023/3/920菜單和工具條工程樹列表區(qū)工程條目欄區(qū)工程進(jìn)程條ContextCaptureCenter軟件操作步驟1新建工程2023/3/921ContextCaptureCenter軟件操作步驟2新建空Block,導(dǎo)入照片2023/3/922ContextCaptureCenter軟件操作步驟3導(dǎo)入POS數(shù)據(jù)，沒有可跳過(guò)2023/3/923ContextCaptureCenter軟件操作步驟4點(diǎn)擊Survey，添加連接點(diǎn)，可忽略。2023/3/924ContextCaptureCenter軟件操作步驟5提交空三，啟動(dòng)ContextCaptureEngine模塊2023/3/925ContextCaptureCenter軟件操作步驟6加像控點(diǎn)2023/3/926ContextCaptureCenter軟件操作步驟7設(shè)置坐標(biāo)系后提交三維建模2023/3/927ContextCaptureCenter成果展示在ContextCaptureViewer中瀏覽2023/3/928ContextCaptureCenter軟件操作

我想試試。。。Content011無(wú)人機(jī)傾斜攝影022傾斜攝影數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)033數(shù)據(jù)處理流程044BentleyContextCaptureCenter055Pix4DMapper066AgisoftMetashapePix4D軟件操作演示2023/3/9311啟動(dòng)程序，點(diǎn)新工程，輸入工程稱Pix4D軟件操作演示2選擇下一步，導(dǎo)入照片2023/3/932Pix4D軟件操作演示3點(diǎn)下一步，選擇輸出坐標(biāo)系〔不要更改圖像坐標(biāo)系〕2023/3/933Pix4D軟件操作演示點(diǎn)擊Finish，進(jìn)入建模流程2023/3/934Pix4D軟件操作演示點(diǎn)擊處理選項(xiàng)，依次設(shè)置相應(yīng)參數(shù)2023/3/935Pix4D軟件操作演示點(diǎn)擊工程菜單下的GCP/MTP管理，添加連接點(diǎn)，無(wú)忽略2023/3/936Pix4D軟件操作演示2023/3/937只勾選初始化處理選項(xiàng)，并點(diǎn)擊開始。Pix4D軟件操作演示再次點(diǎn)擊主菜單下的GCP/MTP管理，添加像控點(diǎn)2023/3/938Pix4D軟件操作演示在主界面勾選2點(diǎn)云和紋理3DSM和正射影像，點(diǎn)擊開始。2023/3/939Content01