CN111784838A - 一种基于倾斜摄影的超长线性结构三维实景模型处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体是一种基于倾斜摄影的超长线性结构三维实景模型处理方法；包括根据电池容量、性能和飞行高度计算出无人机一次飞行拍摄区域面积；结合现场踏勘和电子地图对拍摄区域按编号分区；根据各区域的分布特点确定各区域的飞行高度和飞行路线，并建立飞行路线的函数关系式；根据各区域确定的飞行高度和飞行路线获得各区域的倾斜摄影数据；将各区域的倾斜摄影数据进行三维实景建模，并对重复部分进行处理；对各区域的倾斜摄影三维实景模型按特殊坐标点进行合模，获得超长线性结构倾斜摄影三维实景模型。本发明提出了基于两个特殊坐标点的倾斜摄影三维实景模型的合模方法，为倾斜摄影三维实景模型的精准合模和处理提供参考，提高处理效率和精准度。

Description

一种基于倾斜摄影的超长线性结构三维实景模型处理方法

技术领域

本发明涉及民建、公路、市政道路领域，具体是一种基于倾斜摄影的超长线性结构三维实景模型处理方法。

背景技术

倾斜摄影技术作为近年来在测绘领域发展起来的一项新技术，已经越来越广泛的应用于市政基础设施的测量、勘察、设计等领域。通过采用无人机拍摄建立倾斜摄影三维实景模型不仅能为土方计算提供地形数据资料，而且能够反映现场的施工情况，为土方测量提供依据。目前，超长线性结构倾斜摄影拍摄受无人机电池容量限制不能一次拍摄完，因此需要多次拍摄并进行合模才能获得完整的超长线性结构倾斜摄影三维实景模型。而目前对于超长线性结构的分段、分区、合模及数据处理等问题仍然缺乏针对性的研究。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，根据超长线性结构的特点，提出一种基于倾斜摄影的超长线性结构三维实景模型处理方法，为超长线性结构倾斜摄影三维建模的处理提供一种新方法。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种基于倾斜摄影的超长线性结构三维实景模型处理方法，包括

a、根据无人机电池容量、无人机性能和无人机飞行高度计算出无人机的一次飞行拍摄区域面积；

b、结合现场踏勘和电子地图对拍摄区域按编号分区；

c、根据各区域的分布特点确定各区域的飞行高度和飞行路线，并建立飞行路线的函数关系式；

d、根据各区域确定的飞行高度和飞行路线获得各区域的倾斜摄影数据；将各区域的倾斜摄影数据进行三维实景建模，并对重复部分进行处理；

e、对各区域的倾斜摄影三维实景模型按特殊坐标点进行合模，获得超长线性结构倾斜摄影三维实景模型。

本发明所提出的方法，其具有以下优势：

(1)本发明提出了基于无人机电池容量、性能、飞行高度等的无人机一次拍摄的最大面积计算公式(如：)以及根据最大拍摄面积对拍摄区域的分区处理方法。为超长线性结构和超大规模的区域倾斜摄影三维实景模型的处理提供指导和参考。

(2)本发明提出了根据各区域的分布特点、无人机的飞行参数等来确定无人机飞行路线的方法，并建立了路线的函数关系式。为将来无人机的电脑控制飞行奠定了理论基础和研究经验。

(3)本发明提出了基于两个特殊坐标点的倾斜摄影三维实景模型的合模方法，为倾斜摄影三维实景模型的精准合模和处理提供参考，提高处理效率和精准度。

附图说明

图1为本发明所提出处理方法的步骤图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。

如图1所示，一种基于倾斜摄影的超长线性结构三维实景模型处理方法，包括

步骤1、还应收集项目地理位置及周边环境资料；

步骤2、根据以下公式：

F(c，ph)＝fYv，t，bY＝∫∫f(x)f(y)dxdy

计算出的拍摄区域面积、现场踏勘和电子地图对拍摄区域进行适当分区，并根据拍摄的先后顺序对各分区进行编号；

式中，

f(c，p，h)：关于无人机电池容量、无人机性能和无人机飞行高度的函数；

fYv，t，bY：关于无人机飞行速度、飞行时间和垂直飞行路线宽度的函数；∫∫f(x)f(y)dxdy：无人机一次飞行的最大拍摄区域；

步骤3、在两两相邻区域边界处分别布置在同一高程坐标系统下的特殊坐标点，做好标志，并以特殊点作为无人机拍摄的起点坐标；

步骤4、根据各分区建筑物及构筑物分布特点确定初步飞行高度h，并进行试飞；根据试飞结果的拍摄精度、范围和效果进一步调整飞行的高度，重复几次直到符合要求为止；

步骤5、根据拍摄区域的平面分布情况确定无人机飞行路线，其中若拍摄区域呈线性结构且其宽度在无人机拍摄范围内，则选择沿拍摄区域的中心线进行拍摄；其中，

飞行路线计算公式为：

f(x)₁＝k₁x+k₂h+k₃b

若拍摄区域呈线性矩形结构，其宽度超出了无人机拍摄范围，则将无人机拍摄的飞行路线设计为闭合的“口”字形路线，此时，其飞行路线公式为：

若拍摄区域呈线性椭圆结构，则将无人机拍摄飞行路线设计为“0”字形路线，则其飞行路线计算公式为：

式中：

f(x)₁—关于x与无人机飞行高度和地面拍摄范围相关的一次线性函数；

—关于x，y与无人机飞行高度和地面拍摄范围相关闭合的“口”字形函数关系式；

—关于x，y与无人机飞行高度和地面拍摄范围相关的椭圆形函数关系式；

k₁～k₉—与无人机飞行路线函数的相关的参数；

h—无人机的飞行高度；

b—无人机拍摄的地面宽；

a²、b²—椭圆函数参数；

步骤6、根据步骤4和步骤5确定无人机飞行高度h和飞行路线分别拍摄各区域的倾斜摄影数据文件；

步骤7、根据将各区域拍摄的倾斜摄影数据按编号分区域分别建立倾斜摄影三维实景模型，并应用pos数据去除倾斜摄影多余的部分；

步骤8、检验各区域的倾斜摄影三维实景模型两两相邻坐标点(x，y，z)是否相同，若不相同则找出拍摄异常区域的倾斜摄影三维实景模型，并重复步骤6至步骤8；

步骤9、根据各区域的三维实景模型按连续编号及相邻区域确定两个同样的特殊坐标点进行合模，并应用pos数据对合模后重叠的部分进行处理，使两个模型无缝结合；以此类推，完成整个倾斜摄影区域的合模；

步骤10、核验无误后，即可获得超长线性结构的倾斜摄影三维实景模型。

Claims (2)

1.一种基于倾斜摄影的超长线性结构三维实景模型处理方法，其特征是：包括

a、根据无人机电池容量、无人机性能和无人机飞行高度计算出无人机的一次飞行拍摄区域面积；

b、结合现场踏勘和电子地图对拍摄区域按编号分区；

c、根据各区域的分布特点确定各区域的飞行高度和飞行路线，并建立飞行路线的函数关系式；

d、根据各区域确定的飞行高度和飞行路线获得各区域的倾斜摄影数据；将各区域的倾斜摄影数据进行三维实景建模，并对重复部分进行处理；

e、对各区域的倾斜摄影三维实景模型按特殊坐标点进行合模，获得超长线性结构倾斜摄影三维实景模型。

2.根据权利要求1所述的基于倾斜摄影的超长线性结构三维实景模型处理方法，其特征是：具体包括

步骤1、还应收集项目地理位置及周边环境资料；

步骤2、根据以下公式：

F(c，p，h)＝fYv，t，bY＝∫∫f(x)f(y)dxdy

计算出的拍摄区域面积、现场踏勘和电子地图对拍摄区域进行适当分区，并根据拍摄的先后顺序对各分区进行编号；

式中，

f(c，p，h)：关于无人机电池容量、无人机性能和无人机飞行高度的函数；

fYv，t，bY：关于无人机飞行速度、飞行时间和垂直飞行路线宽度的函数；

∫∫f(x)f(y)dxdy：无人机一次飞行的最大拍摄区域；

步骤3、在两两相邻区域边界处分别布置在同一高程坐标系统下的特殊坐标点，做好标志，并以特殊点作为无人机拍摄的起点坐标；

步骤4、根据各分区建筑物及构筑物分布特点确定初步飞行高度h，并进行试飞；根据试飞结果的拍摄精度、范围和效果进一步调整飞行的高度，重复几次直到符合要求为止；

步骤5、根据拍摄区域的平面分布情况确定无人机飞行路线，其中若拍摄区域呈线性结构且其宽度在无人机拍摄范围内，则选择沿拍摄区域的中心线进行拍摄；其中，

飞行路线计算公式为：

f(x)₁＝k₁x+k₂h+k₃b

若拍摄区域呈线性矩形结构，其宽度超出了无人机拍摄范围，则将无人机拍摄的飞行路线设计为闭合的“口”字形路线，此时，其飞行路线公式为：

若拍摄区域呈线性椭圆结构，则将无人机拍摄飞行路线设计为“0”字形路线，则其飞行路线计算公式为：

式中：

f(x)₁—关于x与无人机飞行高度和地面拍摄范围相关的一次线性函数；

—关于x，y与无人机飞行高度和地面拍摄范围相关闭合的“口”字形函数关系式；

—关于x，y与无人机飞行高度和地面拍摄范围相关的椭圆形函数关系式；

k₁～k₉—与无人机飞行路线函数的相关的参数；

h—无人机的飞行高度；

b—无人机拍摄的地面宽；

a²、b²—椭圆函数参数；

步骤6、根据步骤4和步骤5确定无人机飞行高度h和飞行路线分别拍摄各区域的倾斜摄影数据文件；

步骤7、根据将各区域拍摄的倾斜摄影数据按编号分区域分别建立倾斜摄影三维实景模型，并应用pos数据去除倾斜摄影多余的部分；

步骤8、检验各区域的倾斜摄影三维实景模型两两相邻坐标点(x，y，z)是否相同，若不相同则找出拍摄异常区域的倾斜摄影三维实景模型，并重复步骤6至步骤8；

步骤9、根据各区域的三维实景模型按连续编号及相邻区域确定两个同样的特殊坐标点进行合模，并应用pos数据对合模后重叠的部分进行处理，使两个模型无缝结合；以此类推，完成整个倾斜摄影区域的合模；

步骤10、核验无误后，即可获得超长线性结构的倾斜摄影三维实景模型。

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