一种稳健的无人机影像三维重建方法

针对传统摄影测量理论对航线规划、飞行姿态、影像重叠等航摄条件要求高,无人机高效保障优势不明显的问题,本文借助计算机视觉理论,提出了一种稳健的运动恢复结构（SFM）技术。首先,利用李代数旋转平均方法,将空间旋转关系的矩阵表达形式转换为向量的线性表达形式;然后,在最小二乘平差之前,引入L₁范数进行迭代初值优化,求解全局一致性旋转参数;最后,将位移和旋转参数的坐标系进行统一,实现匹配点三维坐标计算。试验结果表明,本文基于全局式SFM的无人机影像三维重建技术较传统摄影测量方法解算精度更高,三维点云重建效果更佳。在差分GPS摄站坐标辅助的光束法平差下,点位测量精度优于0.3 m;在不同航线布设条件下,影像解算的成功率均可达100%。     

一种快速高效的无缝纹理匀光方法

针对倾斜影像三维重建后纹理间存在明显的色差、接缝且处理低效的问题,本文提出了一种快速高效的无缝纹理匀光方法.该方法首先对输入的去畸变影像进行影像增强预处理,通过对模型所有的顶点和边建立约束方程,求解得到每个顶点的颜色改正值;其次根据3个顶点插值得到三角面内部像素的颜色改正值;然后通过纹理扩充得到全局无色差的纹理块;最后...     

顾及纹理特征的航空影像自适应密集匹配方法

半全局匹配实质是在视差连续性假设下的离散优化方法。为克服视差断裂带影响,依赖一组参数控制视差不一致性。若参数过小,在平面内难以保证视差连续性,产生明显噪声,导致凹凸不平现象;若参数过大,将致使物体表面过于平滑,难以保留视差断裂等重要特征。为克服上述问题,本文提出了一种顾及纹理特征的自适应密集匹配方法:首先,检测影像纹理特征并定量表达纹理丰富性程度;其次,依据纹理丰富程度与视差差异存在正相关的规则知识,实现匹配参数依据纹理信息的自适应选择;最后,采用上述参数进行自适应的半全局匹配。通过ISPRS基准数据集和国产SWDC-5获取的倾斜影像进行试验分析证明,本文方法能够有效减少低纹理区域匹配噪声,同时更有效保留边缘特征。     

基于图割算法的倾斜影像纹理映射优化方法

针对基于倾斜摄影影像重建三维城市模型纹理映射过程中出现的遮挡和纹理碎片化问题,本文提出一种利用摄影光线与模型相交判断遮挡,然后利用图割算法优化纹理的方法。首先,连接摄影中心与三角形面片各顶点,判断连接线段与其他三角形面片的相交情况,从而确定是否遮挡,以选取当前三角形面片对应的未被遮挡影像。然后,根据对应关系,构建能量函数,通过图割算法最小化能量函数以确定最优纹理,使相邻三角形面片对应影像的选择趋于一致,从而解决纹理碎片化问题。通过实验证明,本文方法在大规模三维模型的纹理映射中,能够有效解决映射的遮挡重影现象,并能够极大地避免纹理碎片化问题。     

基于激光点云的大型文物景观三维重建方法

为了提高景观模型的可靠性,将球体标靶作为点云配准的约束条件,同时引入带有绝对坐标的标靶作为点云转入大地坐标系的起算数据,并将经过纠正的数字影像纹理映射到点云上,从而生成完整的三维景观。云冈石窟的试验证明了该方法的有效性。     

基于ICP方法缺乏纹理物体三维曲面模型的匹配

对缺乏纹理物体建立三维模型,关键的难度在于缺乏特征点和点的坐标获得。本文采用ICP算法来对物体进行匹配,当特征点不足时,ICP算法是一个很适用的匹配方法,只需要对物体的给定点寻找最近点。为了计算目标点的坐标,利用投影器投射清晰稳定的纹理到缺乏纹理物体的表面,然后CCD相机对物体进行拍摄。通过线检测和空间前方交会解算出物体部分模型表面的空间点;并使用无需控制点的ICP方法对相互重叠的部分模型进行匹配,从而完成物体的三维重建。实验证明ICP方法对缺乏纹理物体的三维曲面匹配有效。     

改进的AKAZE特征提取的全局式SFM三维重建算法

针对增量式SFM算法过渡依赖初始图像的选择,重建时误差累积导致场景漂移且计算效率低的问题,设计了一种改进的加速KAZE特征提取的全局式SFM三维重建算法.首先通过增强特征接受阈值并构造非线性尺度空间来提取图像的特征,使用改进局部差分二进制MLDB描述符对特征进行描述;然后利用全局式SFM算法对整个场景的相机位姿进行估计,从而减小误差并减少光束法平差BA的使用次数,降低了算法的复杂度,大大提高计算效率;最后利用基于面元的多视立体匹配PMVS算法得到稠密重建结果.实验结果表明,同等条件下该方法能够得到更多的有效点对,计算效率约为增量式SFM算法的2倍,且特征匹配准确率提高5％,稠密重建的点云精度高,信息丰富且纹理清晰,是一种有效的三维重建方法.     

Automatic near-photorealistic 3-D modelling and texture mapping for rectilinear buildings

Three-dimensional (3-D) representations of urban regions have gained much attention because of recent developments in remote sensing and computer graphics technologies. In particular, textured 3-D building reconstruction for a variety of applications has been a popular research topic in recent years. In this study, we present the reconstruction of 3-D building models along with texture selection and mapping. Extracted two-dimensional building patches and normalized digital surface model (nDSM) data are used to generate the 3-D models. To build near-photorealistic 3-D models, the acquired geo-referenced facade textures are associated with the corresponding building facades using an automated GPS-assisted approach. On the other hand, the modelling and texture mapping of the roof structures were carried out manually. The study area is composed of eight housing estates (blocks), where a total of 110 buildings were analysed. The whole study area was modelled, with facade textures, in less than 1 min of processor running time with an acceptable level of accuracy. The texture mapping was carried out using MATLAB’s Virtual Reality Toolbox?.     

明代石碑高精度真实纹理三维建模应用

为了解决精细化文物三维测绘精细建模的难题,本文利用手持式高精度三维激光扫描技术对栅栏墓园内的利玛窦墓碑、汤若望墓碑、南怀仁墓碑进行了高精度真实纹理三维激光扫描建模的研究,保证了文物模型的精度、精细度和完整性.手持式高精度三维激光扫描技术结合了三角测量、激光测量、近景摄影测量、自定位等技术手段,实现了对具有一定体量的复杂...     

多源影像融合的建筑物三维模型无遮挡纹理自动贴图方法

介绍了倾斜摄影测量在数字城市建设中的应用,针对当前基于倾斜摄影测量的城市三维重建过程中纹理贴图存在遮挡问题,详细探究了纹理遮挡几何原理,并提出联合固定翼飞机高空倾斜摄影及无人机低空倾斜影像,设计了建筑物三维模型无遮挡影像优选算法,实现了高精度无遮挡纹理自动贴图,并通过试验进行了验证。     

面向序列影像的三维场景重建方法

针对序列影像三维场景重建过程中存在的自动化程度不高、模型精度不够等问题,该文提出了一种基于序列影像的三维场景重建方法。该方法利用尺度不变特征变换算子获得了大量稳定的特征点后,结合K-D树搜索策略以及随机抽样一致性误匹配剔除方法得到稳定的匹配点对,然后采用稀疏光束法平差获取序列影像的相对位置姿态参数,最后采用多视密集匹配方法实现场景目标的密集重建。实验结果表明:该文所提方法可以快速得到准确、完整的三维重建结果。     

基于倾斜影像的三维城市自动建模

针对传统的基于三维GIS和CAD三维建模技术存在人工干预多、建模速度慢、成本高,不适用于大规模城市三维建模等问题,基于激光点云数据建模技术无法直接获取刚性模型纹理,建模成本高等问题,对目前应用较为广泛的基于倾斜影像三维建模技术的技术要点进了研究。该技术以倾斜多视影像为基础,借助于多视影像特征提取与定向技术、密集匹配与三维重建技术、纹理贴图技术进行三维建模。该方法综合运用计算机视觉技术、摄影测量技术,在保证三维模型定位精度高、纹理细节好的同时,节省人力物力,适用于大规模城市三维建模。     

Rapid texture mapping from image sequences for building geometry model

An effective approach,mapping the texture for building model based on the digital photogrammetric theory, is proposed. The easily-ac-quired image sequences from digital video camera on helicopter are used as texture resource, and the correspon-dence between the space edge in build-ing geometry model and its line feature in image sequences is determined semi-automatically. The experimental re-sults in production of three-dimension-al data for car navigation show us an attractive future both in efficiency and effect.     

Rapid texture mapping from image sequences for building geometry model

An effective approach, mapping the texture for building model based on the digital photogrammetric theory, is proposed. The easily-acquired image sequences from digital video camera on helicopter are used as texture resource, and the correspondence between the space edge in building geometry model and its line feature in image sequences is determined semiautomatically. The experimental results in production of three-dimensional data for car navigation show us an attractive future both in efficiency and effect.     

推车SLAM室内实景三维测图及应用

以推车SLAM移动测图系统NavVis为数据采集手段,简要介绍了其工作原理,并详细介绍了室内实景三维测图的技术流程,实现了室内三维实景地图的网络发布。同时,对该地图定制了兴趣点(POI)添加查询和室内导航路径规划两种应用功能。NavVis推车SLAM系统提供的从数据采集、数据处理、网络发布到地图应用的一整套解决方案,为室内推车SLAM的发展和高精度三维实景地图的制作提供了有益的参考。     

一种基于无人机序列图像的地形地貌三维快速重建方法

提出了一种基于无人机序列图像的地形地貌三维重建方法,该方法采用Harris特征点和SIFT特征向量来提取图像特征,实现图像配准;采用准透视投影模型和因子化方法对未标定的图像序列进行自动标定;通过高效次优解三角化方法获取三维点云坐标;通过准稠密化扩散算法对三维点云进行稠密化;采用捆绑调整算法提高了空间三维点云的精度;采用Possion表面重建方法对三维点云进行了网格化处理.本文为无人机序列图像的应用提供了一个新的思路,拓展了无人机的应用空间.     

巷道自动成图及三维建模

针对矿山计算机自动绘制巷道工程图存在工作繁重、精度不高的现象,本文建立了基于矿山测量数据的巷道生成算法,实现了巷道的自动绘制与标注。在此基础上,采用分而治之算法及巷道轮廓线作为约束线段的方式建立了巷道Delaunay三角网,并生成了巷道表面模型。通过巷道顶、底板表面模型的剖分连接实现了矿山巷道三维立体建模。对比目前采用较多的巷道中心线加载巷道断面的三维建模方式,本文所提供的方法避免了巷道中心线不易提取、巷道断面变形、巷道转弯处难以平滑及复杂的巷道节点拓扑运算等问题,具有自动化程度高、容易实现等特点。