[发明专利]基于无人机航拍影像数据的实时三维建模方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无人机控制领域，具体为一种基于无人机航拍影像数据的实时三维建模方法及系统。

背景技术

MVS：multi-view stereo，多视角的立体数据集。

随着数字城市三维建设的发展及应用的普及，城市三维建模在诸多领域的应用不断增多，传统的手工建模方式由于工作量大，人力成本高等缺点，已不能适应新时期的数据发展需求。

现有的无人机倾斜摄影系统由于搭载了多相机，使得无人机的拍照数量大幅增加，传统方法需要在拍摄完成后整理数据，拷贝至电脑然后通过本地软件进行拼图运算，需要增大无人机的续航时间，且作业效率较低。

因此，该技术有必要进行改进。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可减少数据采集后的工作量和工作时间，提升工作效率的基于无人机航拍影像数据的实时三维建模方法及系统。

本发明所采用的技术方案是：

本发明提供一种基于无人机航拍影像数据的实时三维建模方法，包括以下步骤：

数据采集，其包括将采集到的含有位置信息的航拍图片数据实时上传；

图像处理，其包括对所述航拍图片的各像素点重建；

对所述像素点提取出密集点云数据；

对所述密集点云进行噪声点云过滤处理以及噪声片元过滤处理；

得到三维模型。

作为该技术方案的改进，所述步骤图像处理，其还包括对相机姿态优化，以及对所采集到的航拍图片的每一个像素点验证假设的平面参数，获得各像素点的深度，并提取出密集点云数据。

作为该技术方案的改进，所述步骤图像处理，其还包括对所述航拍图片提取出来的密集点云之间进行交叉验证，根据统计出的点云质量信息和重建点云的相片质量信息，过滤掉噪声点云。

作为该技术方案的改进，所述步骤图像处理，其还包括通过德劳内模型对所述点云进行面片化处理，并依据片元的遮挡信息建立有向无环图，进而过滤噪声片元。

进一步地，所述步骤图像处理，其还包括对所述每一个片元选取最右的相片并进行自动贴图，以基于马尔科夫随机场的图割算法全局匀色后得到三维模型，并对所述模型进行精度分层处理。

进一步地，采用MVS方法提取密集匹配的点云数据。

进一步地，通过双边滤波或小波算法进行去噪处理。

另一方面，本发明还提供一种基于无人机航拍影像数据的实时三维建模系统，包括：

数据采集模块，用于执行步骤将采集到的含有位置信息的航拍图片数据实时上传；

图像处理模块，用于执行步骤

对所述航拍图片的各像素点重建；

对所述像素点提取出密集点云数据；

对所述密集点云进行噪声点云过滤处理以及噪声片元过滤处理；

得到三维模型。

再一方面，本发明还提供一种基于无人机航拍影像数据的实时三维建模系统，包括：航线规划模块、数据采集模块、位置信息采集模块、通信模块、在线数据处理模块以及交互式显示设备；

所述航线规划模块的输出端和位置信息采集模块的输出端分别与所述数据采集模块的输入端连接；所述数据采集模块的输出端与所述通信模块的输入端连接；所述通信模块的输出端与所述在线数据处理模块的输入端连接；所述在线数据处理模块的输出端与所述交互式显示设备的输入端连接。

进一步地，所述通信模块包括WIFI和/或蓝牙和/或4G/5G网络。

本发明的有益效果是：本发明提供的基于无人机航拍影像数据的实时三维建模方法及系统，其基于轻小型无人机(小于5kg)的航拍数据数据采集更为轻便灵活，同时可获取更高分辨率的三维纹理贴图；其实时传输图片至Altizure三维建模服务器云端，大大缩短了采集建模的周期；通过MVS方法提取密集匹配的点云数据，为真彩色点云，较激光点云更为直观，通过去噪，面片化，纹理映射等一系列手段得到的三维数据逼真度高，漫游效果好。通过体感方式操控的三维实景漫游体验效果好，真实感强。

本发明所涉及的无人机倾斜摄影及三维重建系统，对航拍路径进行了专门的优化，仅通过单相机就可以进行多角度航片的数据采集并三维重建；增加了通信模块，使得“即拍、即传、即做”得以实现；大大减少了采集后的工作量和工作时间，提升了工作效率。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明第一实施例的模块连接示意图；

图2是本发明第二实施例的步骤流程示意图；