CN107730584A - 一种基于航拍技术的全景空间构建系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于航拍技术的全景空间构建系统，包括航拍设备、控制平台、采集点矩阵，其中，航拍设备，用于拍摄待构建全景空间的实景对象的图像；控制平台，用于根据采集点矩阵预设设定飞行航线，并控制航拍设备的运动轨迹，并接收航拍设备拍摄的实景对象的图像，并利用三维建模技术将图像转换为对应的全景空间构建图；采集点矩阵，采集点矩阵，用于预先在实景对象确定的位置点。本发明制作成本可控，不浪费人力制作资源，效率质量能把控，从物体的颜色、透明度、反光度、反光强度、自发光及粗糙程度等特性上达到与原物相仿的效果，加强了真实性，能达到电影级逼真效。

Description

一种基于航拍技术的全景空间构建系统
技术领域
本发明涉及全景空间构建技术领域，具体涉及一种基于航拍技术的全景空间构建系统。
背景技术
随着电影特效后期行业的迅速发展，观众对影片视觉质感的要求越来越高。从而，大量的CG元素如高质量的模型，流畅的动画，真实的灯光，合理的运动模糊等融入拍摄画面中；但拍摄所需要处理的素材是已经被拍摄完成的镜头序列，从结果上看，这样的序列已经被二维化了，画面上只有宽与高，没用纵深关系，于是虚实全景空间构建技术在数字影视的制作中，显得非常重要。然而传统的三维镜头制作存在一定的局限性，如成本高，过多占用制作资源，难以达到高端影视效果；技术门槛低，不具备市场竞争优势。
发明内容
本发明的目的是降低三维制作的成本，达到提高影视效果的目的，最终提高技术门槛及其市场竞争力。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于航拍技术的全景空间构建系统，包括航拍设备、控制平台、采集点矩阵，其中，
航拍设备，用于拍摄待构建全景空间的实景对象的图像；
控制平台，用于根据采集点矩阵预设设定飞行航线，并控制航拍设备的运动轨迹，并接收航拍设备拍摄的实景对象的图像，并利用三维建模技术将图像转换为对应的全景空间构建图；
采集点矩阵，采集点矩阵，用于预先在实景对象确定的位置点。
进一步，航拍设备内置有GPS定位模块及GPRS模块，通过GPRS模块上传GPS定位模块采集的位置数据。
进一步，航拍设备还内置有雷达模块，通过雷达模块检测障碍物调整飞行方向。
进一步，航拍设备还内置有图传电台。
进一步，采集点矩阵各个位置点安装有位置传感器或光照传感器。
进一步，控制平台包括航向控制模块、图像接收模块、全景构建模块，其中，
航向控制模块，用于获取航拍设备的位置数据，根据位置数据控制其飞行方向；
图像接收模块，用于接收航拍设备拍摄的图像；
全景构建模块，用于利用三维建模技术将图像转换为全景空间构建图。
进一步，控制平台还包括
飞行航线模块，用于利用实景对象在GIS地图上的位置设定飞行航线。
在上述技术方案中，本发明制作成本可控，不浪费人力制作资源，效率质量能把控，从物体的颜色、透明度、反光度、反光强度、自发光及粗糙程度等特性上达到与原物相仿的效果，加强了真实性，能达到电影级逼真效。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述的基于航拍技术的全景空间构建系统一个实施例的架设结构示意图；
图2为本发明所述控制平台一个实施例的框图结构示意图；
图3为本发明所述的基于航拍技术的全景空间构建系统得到的全景空间构建图对比图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
如图1所示，本发明提供了一种基于航拍技术的全景空间构建系统，包括航拍设备10、控制平台2、采集点矩阵3。
其中，航拍设备1，用于拍摄待构建全景空间的实景对象4的图像；控制平台2，用于根据采集点矩阵预设设定飞行航线，并控制航拍设备的运动轨迹，并接收航拍设备拍摄的实景对象的图像，并利用三维建模技术将图像转换为对应的全景空间构建图；采集点矩阵3，用于预先在实景对象确定的位置点。
进一步，航拍设备内置有GPS定位模块及GPRS模块，通过GPRS模块上传GPS定位模块采集的位置数据；航拍设备还内置有雷达模块，通过雷达模块检测障碍物调整飞行方向；航拍设备还内置有图传电台。
进一步，采集点矩阵各个位置点安装有位置传感器或光照传感器。具体地，采集点矩阵由多个采集点组成，每个采集点是预设在实景对象上设置的基准位置点，传感器安装在各个基准位置点，各个基准位置点可以按照高度、距离进行设置，如相邻两个基准点距离相等，高度相等。具体可以根据实景对象的高度进行设置，如实景对象高度为200米，那么可以每隔100米设置一个基准点，也可以每隔20米、50米或其他数值的距离设置基准点，同一高度的基准点形成该高度的基准线，为航拍设备采集数据时提供采集线路。
具体地，图像数据以图像序列的方式保存，每隔图像数据包括在该点位置拍摄的图片以及该点的位置信息(如高度)，本发明通过对图像数据的分析，最终进行三维建模完成三维图像的转换，得到全景空间构建图。
进一步，如图2控制平台包括航向控制模块21、图像接收模块22、全景构建模块23。
其中，航向控制模块21，用于获取航拍设备的位置数据，根据位置数据控制其飞行方向；图像接收模块22，用于接收航拍设备拍摄的图像；全景构建模块23，用于利用三维建模技术将图像转换为全景空间构建图。
进一步，控制平台还包括
飞行航线模块24，用于利用实景对象在GIS地图上的位置设定飞行航线。
具体地，所述航拍设备如无人机，无人机通过设置在其底部的摄像设备进行拍摄。使用时，无人机调整设备参数，进入项目地考察飞行，无人机操控的稳定性和云台相机的拍摄性能是决定镜头成败的重要因素。本发明通过采集点矩阵航拍得出的大量图像，计算待求证建筑某一点的空间位置信息。采集点矩阵的概念就是为了同过大量的相片信息来反推建筑信息，通过不同角度来确定建筑某一点的位置关系，再通过计算机算法(即无人机上的摄像机可选的利用PFTrack，Boujou，SynthEyes等跟踪软件对拍摄场景进行反求捕捉，也即计算空间位置)，将这些点位信息坐标化，在三维软件里通过点线面的结合形成三维模型，然后再将相片比配到三维模型上，这样就达到了航拍数据采集实现三维建模的方式，相片信息中实景对象的颜色、透明度、反光度、反光强度、自发光都会如实的反应在三维模型上。
如图3所示，左图为生成都全景空间构建图，右图为拍摄的图像。具体地，高质而逼真的三维虚拟物体是CG画面必不可少的元素，三维模型创建的方法主要有两个：即完全在计算机中虚拟构造和设法获得实物的三维彩色模型。但对于真实的、复杂的物体，例如人物、城市场景等，再好的模型师也无法将其等比完整复制。于是稠密三维点云技术在数字影视的仿真模型制作中如对真实角色的面部或者身体再现、三维场景的仿真、道具和装饰物等模型的创建等方面显得非常重要。本发明利用无人机或无人车等控制端拍摄设备，利用从航拍或地面拍摄获取的高精度数据影像内容进行数字建模。本发明通过航拍设备实现了全景空间构建的完全自动化，精度高，是新一代的测量工具；航拍设备能快速便捷和准确地评估场景质量，只需GPS位置信息自动处理且速度快；云数据同时处理多达10000张影像数据合并。稠密三维点云技术能应用领域有影视制作、航测制图、灾害应急、安全执法、农林检测、水利防汛、海洋环境、电力巡线等。
更进一步，环境参数至少包括实景对象颜色、透明度、反光度、反光强度、自发光。
进一步，控制平台获取图像数据包括如下两种方式：通过与航拍设备实时数据传输的云平台获取；和/或，直接与航拍设备进行数据通信获取。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (7)

1.一种基于航拍技术的全景空间构建系统，其特征在于，包括航拍设备、控制平台、采集点矩阵，其中，
航拍设备，用于拍摄待构建全景空间的实景对象的图像；
控制平台，用于根据采集点矩阵预设设定飞行航线，并控制航拍设备的运动轨迹，并接收航拍设备拍摄的实景对象的图像，并利用三维建模技术将图像转换为对应的全景空间构建图；
采集点矩阵，用于预先在实景对象确定的位置点。
2.根据权利要求1所述的基于航拍技术的全景空间构建系统，其特征在于，航拍设备内置有GPS定位模块及GPRS模块，通过GPRS模块上传GPS定位模块采集的位置数据。
3.根据权利要求2所述的基于航拍技术的全景空间构建系统，其特征在于，航拍设备还内置有雷达模块，通过雷达模块检测障碍物调整飞行方向。
4.根据权利要求1所述的基于航拍技术的全景空间构建系统，其特征在于，航拍设备还内置有图传电台。
5.根据权利要求1所述的基于航拍技术的全景空间构建系统，其特征在于，采集点矩阵各个位置点安装有位置传感器或光照传感器。
6.根据权利要求1所述的基于航拍技术的全景空间构建系统，其特征在于，控制平台包括航向控制模块、图像接收模块、全景构建模块，其中，
航向控制模块，用于获取航拍设备的位置数据，根据位置数据控制其飞行方向；
图像接收模块，用于接收航拍设备拍摄的图像；
全景构建模块，用于利用三维建模技术将图像转换为全景空间构建图。
7.根据权利要求6所述的基于航拍技术的全景空间构建系统，其特征在于，控制平台还包括
飞行航线模块，用于利用实景对象在G I S地图上的位置设定飞行航线。
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