CN108022294A - 基于机载LiDAR与倾斜相机的城市真三维自动建模系统 - Google Patents

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黄瑶
张彩霞
王春红
费娜
康冰锋
杨璐璐
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Abstract

本发明属于无人机技术领域，尤其涉及基于机载LiDAR与倾斜相机的城市真三维自动建模系统，包括空中建模系统和地面影像系统，本发明解决了数据采集效率低、数据生产效率低、精度低的问题，具有数据采集的效率高、数据生产的高效率、精度高、真实性高的有益技术效果。

Description

基于机载LiDAR与倾斜相机的城市真三维自动建模系统
技术领域
本发明属于无人机技术领域，尤其涉及基于机载LiDAR与倾斜相机的城市真三维自动建模系统。
背景技术
三维建模是航空及卫星数据应用的一项重要手段，是城市化发展的热点。基于机载LiDAR与倾斜相机的城市真三维自动建模技术综合了激光雷达技术、摄影测量技术等，并吸取了传统建模方法中手工制作的优点，在模型精度、生产效率和成本投入上相对传统的三维建模软件都具有无可比拟的优势。LiDAR技术与倾斜影像技术的结合，一次航飞可获取多种航测数据产品，现有技术存在数据采集效率低、数据生产效率低、精度低的问题。
发明内容
本发明提供基于机载LiDAR与倾斜相机的城市真三维自动建模系统，以解决上述背景技术中数据采集效率低、数据生产效率低、精度低的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：基于机载LiDAR与倾斜相机的城市真三维自动建模系统，包括空中建模系统和地面影像系统，所述空中建模系统包括机载LiDAR系统、倾斜相机系统、空中数据处理系统，所述机载LiDAR系统包括机载可生成LiDAR三维点云的航测模块，所述倾斜相机系统包括机载可生成倾斜影像的倾斜影像采集系统、以及可生成倾斜影像纹理贴图的倾斜影像管理系统，所述空中数据系统包括建筑白模模块，所述地面影像系统包括建筑底商模型模块、沿街要素模型模块、树木模型模块；
所述倾斜影像采集系统生成的倾斜影像经倾斜影像管理系统输出为倾斜影像纹理贴图，所述建筑底商模型模块、沿街要素模型模块、树木模型模块的组合输出为地面影像模型，所述航测模块生成的LiDAR三维点云经建筑白模模块与倾斜影像纹理贴图以及地面影像模型合成为三维实景城市模型。
进一步，所述空中数据系统还包括数字高程模型DEM模块和文档对象模型DOM模块，
进一步，所述所述航测模块经DEM模块输出于DOM模块，所述DOM模块的输出图像与倾斜影像纹理贴图以及地面影像模型合成为三维实景城市模型。
进一步，所述倾斜相机系统包括一台正拍相机和四台倾斜相机。
进一步，所述倾斜相机的倾斜角度为四十五度。
本发明的有益效果为：
1本专利通过航飞大面积采集城市纹理，并保证纹理色彩的一致性和真实性，同时，还可实现空、地数据结合，使采集到的数据更加完整，具有数据采集的效率高的有益技术效果。
2本专利将建设完成倾斜影像处理，实现贴图的自动化处理，实现点云建模方式，使建模过程无需估算模型尺寸，具有数据生产的高效率的有益技术效果。
3本专利该建模方式将在模型精度上保证模型要素全面，建筑物顶部细节丰富。平面精度满足DOM1:1000成图比例尺精度，高程精度满足DEM1:1000成图比例尺精度，三维模型数据满足平面30厘米，高程30厘米精度要求，具有精度高的有益技术效果。
4、本专利相对现有技术产生的影像展示效果真实性高，使得色彩能够真实反映城市原貌、
影像色彩更符合视觉观看感知、地面影像与模型效果一致，展示效果更佳、对建筑阴影区优化处理，有效解决阴影区影像模糊的问题、建筑顶部及上层纹理真实，畸变小、有效解决高密度建筑区数据采集难题、地面影像有效补充倾斜影像，数据更加完整、模型同时满足整体及近景展示需求。
附图说明
图1是本发明基于机载LiDAR与倾斜相机的城市真三维自动建模系统的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
图中：1-空中建模系统，2-地面影像系统，3-机载LiDAR系统，4-倾斜相机系统，5-空中数据处理系统，6-航测模块，7-倾斜影像采集系统，8-倾斜影像管理系统，9-建筑白模模块，10-建筑底商模型模块，11-沿街要素模型模块，12-树木模型模块，13-数字高程模型DEM模块，14-文档对象模型DOM模块。
实施例：
本实施例包括：如图1所示，基于机载LiDAR与倾斜相机的城市真三维自动建模系统，包括空中建模系统1和地面影像系统2，所述空中建模系统1包括机载LiDAR系统3、倾斜相机系统4、空中数据处理系统5，所述机载LiDAR系统3包括机载可生成LiDAR三维点云的航测模块6，所述倾斜相机系统4包括机载可生成倾斜影像的倾斜影像采集系统7、以及可生成倾斜影像纹理贴图的倾斜影像管理系统8，所述空中数据系统包括建筑白模模块9，所述地面影像系统2包括建筑底商模型模块10、沿街要素模型模块11、树木模型模块12；
所述倾斜影像采集系统7生成的倾斜影像经倾斜影像管理系统8输出为倾斜影像纹理贴图，所述建筑底商模型模块10、沿街要素模型模块11、树木模型模块12的组合输出为地面影像模型，所述航测模块6生成的LiDAR三维点云经建筑白模模块9与倾斜影像纹理贴图以及地面影像模型合成为三维实景城市模型。
所述空中数据系统还包括数字高程模型DEM模块13和文档对象模型DOM模块14，
所述航测模块6经DEM模块13输出于DOM模块14，所述DOM模块14的输出图像与倾斜影像纹理贴图以及地面影像模型合成为三维实景城市模型。
所述倾斜相机系统4包括一台正拍相机和四台倾斜相机。
所述倾斜相机的倾斜角度为四十五度。
工作原理：本专利通过基于机载LiDAR与倾斜相机的城市真三维建模技术利用机载LiDAR和倾斜相机采集建模所需的三维点云和倾斜影像，利用采集到的数据生成DOM、DEM、白模等基础地理信息产品，在此基础上，自主研发建模相关技术，结合地面影像采集，形成建筑底商模型、沿街要素模型、树木模型，经过倾斜影像纹理贴图，合成三维实景城市模型，塑造城市真三维景观，本发明解决了数据采集效率低、数据生产效率低、精度低的问题，具有数据采集的效率高、数据生产的高效率、精度高、真实性高的有益技术效果。
利用本发明的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.基于机载LiDAR与倾斜相机的城市真三维自动建模系统，其特征在于，包括空中建模系统和地面影像系统，所述空中建模系统包括机载LiDAR系统、倾斜相机系统、空中数据处理系统，所述机载LiDAR系统包括机载可生成LiDAR三维点云的航测模块，所述倾斜相机系统包括机载可生成倾斜影像的倾斜影像采集系统、以及可生成倾斜影像纹理贴图的倾斜影像管理系统，所述空中数据系统包括建筑白模模块，所述地面影像系统包括建筑底商模型模块、沿街要素模型模块、树木模型模块；
所述倾斜影像采集系统生成的倾斜影像经倾斜影像管理系统输出为倾斜影像纹理贴图，所述建筑底商模型模块、沿街要素模型模块、树木模型模块的组合输出为地面影像模型，所述航测模块生成的LiDAR三维点云经建筑白模模块与倾斜影像纹理贴图以及地面影像模型合成为三维实景城市模型。
2.根据权利要求1所述的基于机载LiDAR与倾斜相机的城市真三维自动建模系统，其特征在于，所述空中数据系统还包括数字高程模型DEM模块和文档对象模型DOM模块，
根据权利要求1所述的基于机载LiDAR与倾斜相机的城市真三维自动建模系统，其特征在于，所述航测模块经DEM模块输出于DOM模块，所述DOM模块的输出图像与倾斜影像纹理贴图以及地面影像模型合成为三维实景城市模型。
3.根据权利要求1所述的基于机载LiDAR与倾斜相机的城市真三维自动建模系统，其特征在于，所述倾斜相机系统包括一台正拍相机和四台倾斜相机。
4.根据权利要求4所述的基于机载LiDAR与倾斜相机的城市真三维自动建模系统，其特征在于，所述倾斜相机的倾斜角度为四十五度。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109859562A (zh) * 2019-01-31 2019-06-07 南方科技大学 数据生成方法、装置、服务器及存储介质
CN109902607A (zh) * 2019-02-21 2019-06-18 安徽省川佰科技有限公司 一种基于倾斜相机的城市自动优化建模系统

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