CN115937431A - 一种倾斜三维模型构建方法、系统、计算机及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种倾斜三维模型构建方法、系统、计算机及存储介质，所述方法包括确定所述无人机的飞行路径；基于所述飞行路径获取所述无人机拍摄的目标物的实物影像，并将所述实物影像分解为若干照片素材；对所述照片素材进行空中三角测量计算，以得到所述目标物的地形图像，并根据所述地形图像构建TIN模型；将所述TIN模型与所述照片素材进行配准和纹理贴附，以得到倾斜三维模型。本发明通过无人机获取到目标物的实体影像，并将实体影像分解成照片素材，而后依次进行空中三角测量计算、TIN模型构建及纹理贴附，便可快速得到倾斜三维模型，本发明降低了数据获取的难度，使得倾斜三维模型构建更加方便快捷。

Description

一种倾斜三维模型构建方法、系统、计算机及存储介质

技术领域

本发明属于模型构建的技术领域，具体地涉及一种倾斜三维模型构建方法、系统、计算机及存储介质。

背景技术

在构建实物的倾斜三维模型前，通常需要获取到实物的影像信息，而现有技术一般通过无人机获取实物的影像信息，且其获取过程如下：

1. 像控点布设测量：选择分布合理的像片控制点，为提高像控测量的效率和精度，采用GNSS RTK技术进行像控点测量，根据研究区域的范围及地理特征，布设了不少于七个控制点，其主要分布于测区内部及周边比较明显的特征点上，采用GNSS RTK技术测量像控点坐标时，利用本地连续运行GPS参考站系统，即采用CORS的方式进行GNSS RTK测量，直接获取控制点的CGCS2000坐标成果。

2. 航线规划设计：对于单镜头无人机，常用的飞行方案为多架次“之”字形方案，即在航向规划软件中依架次设置不同的航线角度、相机倾角，来模拟多镜头的航飞效果，也可采用“井”字形航线，即固定相机倾角不变，采用“井”字形反复飞行的多角度飞行方案，既保证同一地物能被3个以上的不同方向航拍到，又保持相机倾角的稳定，为了模拟与多镜头云台一样的航测成果，单相机倾斜摄影需要更多的航带数和照片数，航线规划涉及地面分辨率、航高、航速、相机倾角、重叠度等。

现有技术中的影像信息过程需要经过像控点布设测量、航线规划设计步骤，如此增加了影像信息获取的复杂度，同时也会导致模型构建的周期变长、投入人力物力较多。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种倾斜三维模型构建方法、系统、计算机及存储介质，用于解决现有技术中存在影像信息获取的复杂度增加，同时也会导致模型构建的周期变长、投入人力物力较多的技术问题。

第一方面，该发明提供以下技术方案，一种倾斜三维模型构建方法，所述方法包括：

对无人机进行环形路径规划，以确定所述无人机的飞行路径；

基于所述飞行路径获取所述无人机拍摄的目标物的实物影像，并将所述实物影像分解为若干照片素材；

对所述照片素材进行空中三角测量计算，以得到所述目标物的地形图像，并根据所述地形图像构建TIN模型；

将所述TIN模型与所述照片素材进行配准和纹理贴附，以得到所述目标物的倾斜三维模型。

相比现有技术，本申请的有益效果为：本申请通过控制无人机按照飞行路径进行飞行拍摄并获取到目标物的实体影像，且在无人机飞行拍摄过程中，无需布设像控点同时也省去了复杂的航线规划过程，降低了数据获取的难度，使得倾斜三维模型构建更加方便快捷，在获取到实体影像之后，将其分解成照片素材，并依次进行空中三角测量计算、TIN模型构建、纹理贴附，以得到目标物的倾斜三维模型，因此，本发明在倾斜三维模型构建过程中，不设置绝对控制点，通过相对控制位置进行运算，减少布控难度，减少多模块带来的复杂度，降低了人力和物力的投入，同时具有周期短、效率高、费用低、模型效果更真实的特点。

较佳的，所述对无人机进行环形路径规划，以确定所述无人机的飞行路径的步骤包括：

获取目标物的俯瞰图像，并基于所述俯瞰图像确定所述目标物的俯瞰中心；

基于所述俯瞰图像，确定所述目标物的俯瞰最远边界点；

确定所述俯瞰中心至所述俯瞰最远边界点之间距离的中点，并以所述俯瞰中心为圆心、以所述中点至所述俯瞰中心之间距离为半径构建环形拍摄路径，所述环形拍摄路径即为所述无人机的飞行路径。

较佳的，所述基于所述飞行路径获取所述无人机拍摄的目标物的实物影像，并将所述实物影像分解为若干照片素材的步骤包括：

控制所述无人机按照所述飞行路径进行飞行拍摄，以获取到目标物的实物影像；

将所述实物影像导入处理系统中，通过所述处理系统中预设分解程序，将所述实物影像分解为连续单帧的照片素材。

较佳的，在所述基于所述飞行路径获取所述无人机拍摄的目标物的实物影像，并将所述实物影像分解为若干照片素材的步骤之后，所述方法还包括：

将所有的所述照片素材中符合不合格条件的照片素材剔除，其中，所述不合格条件包括曝光值大于第一预设值、对焦失败、拍摄拖影、相邻照片素材相似度大于第二预设值的任意一种。

较佳的，所述对所述照片素材进行空中三角测量计算，以得到所述目标物的地形图像，并根据所述地形图像构建TIN模型的步骤包括：

提取每张所述照片素材中的影像特征点，并匹配各所述照片素材中名称相同的影像特征点；

将所述照片素材中带有POS数据的照片素材作为初始方位元素，并根据所述初始方位元素和共线方程解算出每张所述照片素材的外方位元素；

利用多基线多特征匹配生成所述照片素材之间的连接点，对所述连接点进行多视影像密集匹配，以得到高密度数字点云；

根据所述高密度数字点云新建重建项目，将所述重建项目切块分割成若干瓦片并进行不同层次细节度下的TIN模型构建，以得到TIN模型。

较佳的，所述将所述TIN模型与所述照片素材进行配准和纹理贴附，以得到所述目标物的倾斜三维模型的步骤包括：

根据所述TIN模型中的瓦片，在各所述照片素材中找出与所述瓦片对应的唯一目标影像；

根据所述唯一目标影像与所述瓦片之间的选择适用于该瓦片的纹理影像；

根据所述瓦片与所述唯一目标影像的几何关系，确定所述瓦片在所述唯一目标影像中的实际纹理区域；

将所述纹理影像按照所述实际纹理区域反投影在对应的瓦片上，以得到所述目标物的倾斜三维模型。

第二方面，该发明提供以下技术方案，一种倾斜三维模型构建系统，所述系统包括：

路径规划模块，用于对无人机进行环形路径规划，以确定所述无人机的飞行路径；

影像处理模块，用于基于所述飞行路径获取所述无人机拍摄的目标物的实物影像，并将所述实物影像分解为若干照片素材；

TIN模型构建模块，用于对所述照片素材进行空中三角测量计算，以得到所述目标物的地形图像，并根据所述地形图像构建TIN模型；

纹理贴附模块，用于将所述TIN模型与所述照片素材进行配准和纹理贴附，以得到倾斜三维模型。

较佳的，所述系统还包括：

剔除模块，用于将所有的所述照片素材中符合不合格条件的照片素材剔除，其中，所述不合格条件包括曝光值大于第一预设值、对焦失败、拍摄拖影、相邻照片素材相似度大于第二预设值的任意一种。

第三方面，该发明提供以下技术方案，一种计算机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的倾斜三维模型构建方法。

第四方面，该发明提供以下技术方案，一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的倾斜三维模型构建方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例提供的倾斜三维模型构建方法的流程图一；

图2为本发明第一实施例提供的倾斜三维模型构建方法的流程图二；

图3为本发明第一实施例提供的倾斜三维模型构建方法的流程图三；

图4为本发明第一实施例提供的倾斜三维模型构建方法的流程图四；

图5为本发明第一实施例提供的倾斜三维模型构建方法中TIN模型的结构图；

图6为本发明第一实施例提供的倾斜三维模型构建方法的流程图五；

图7为本发明第一实施例提供的倾斜三维模型构建方法的倾斜三维模型的结构图；

图8为本发明第二实施例提供的倾斜三维模型构建方法的流程图；

图9为本发明第三实施例提供的倾斜三维模型构建系统的结构框图；

图10为本发明另一实施例提供的计算机设备的硬件结构示意图。

以下将结合附图对本发明实施例作进一步说明。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

实施例一

如图1所示，在本发明的第一个实施例中，该发明提供以下技术方案，一种倾斜三维模型构建方法，所述方法包括：

S1、对无人机进行环形路径规划，以确定所述无人机的飞行路径；

具体的，在此步骤中，只需对无人机环形路径规划即可，无需进行像控点布设测量、航线规划设计等步骤，控制无人机按照其飞行路径进行飞行拍摄，即可获取到模型构建所需的影像数据；

如图2所示，其中，所述步骤S1包括：

S11、获取目标物的俯瞰图像，并基于所述俯瞰图像确定所述目标物的俯瞰中心；

其中，目标物的俯瞰图像也可通过无人机进行拍摄过去，在模型构建的准备过程中，控制无人机飞行至目标物的上方，直至无人机的拍摄界面中呈现有目标物的全貌，同时在获取图像时，在保证无人机拍摄界面中呈现目标物的全貌之后，继续控制无人机上升，将目标物的部分周围环境也呈现在无人机拍摄界面上，如此已确保后续确定俯瞰中心的精准；

在获取到俯瞰图像之后，便需要确定目标物的俯瞰中心，该俯瞰中心可通过人工指定，俯瞰中心无需特别精准，只需大致指定目标物在俯瞰平面上的大致中心即可；

S12、基于所述俯瞰图像，确定所述目标物的俯瞰最远边界点；

具体的，俯瞰至最远边界点即为俯瞰中心至目标物边缘的最远距离的点，而俯瞰最远边界点的确定，通过以俯瞰中心为圆心、以依次递增的预设距离为半径画出若干同心的设定圆，直至目标物完全处于设定圆的范围之中，而目标物与最外层的设定圆的交点即为俯瞰最远边界点，其中，俯瞰最远边界点数量根据目标物的形状而定，但在目标物为异形结构的情况下，俯瞰最远边界点一般只有一个；

S13、确定所述俯瞰中心至所述俯瞰最远边界点之间距离的中点，并以所述俯瞰中心为圆心、以所述中点至所述俯瞰中心之间距离为半径构建环形拍摄路径，所述环形拍摄路径即为所述无人机的飞行路径；

具体的，由于无人机的拍摄直径大于所述俯瞰中心至所述俯瞰最远边界点之间距离，使得无人机在按照飞行路径飞行时，能够拍摄出目标物的全貌，对于俯瞰中心处的图像，在无人机的飞行过程中，无人机的拍摄范围能够覆盖目标物俯瞰中心处的图像；

同时，在此步骤中，应选取拍摄直径大于所述俯瞰中心至所述俯瞰最远边界点之间距离的无人机，由于无人机的飞行高度即拍摄有限，因而本申请对针对的目标物的范围为小范围，只有选取拍摄直径大于所述俯瞰中心至所述俯瞰最远边界点之间距离的无人机，才能够确保无人机在进行环形飞行的过程中，才能拍摄出目标物的全貌。

S2、基于所述飞行路径获取所述无人机拍摄的目标物的实物影像，并将所述实物影像分解为若干照片素材；

具体的，在确定无人机的飞行路径之后，便可控制无人机按照飞行路径拍摄目标物的实物影像，而该实物影像为一个带有目标物全貌的视频；

如图3所示，其中，所述步骤S2包括：

S21、控制所述无人机按照所述飞行路径进行飞行拍摄，以获取到目标物的实物影像；

S22、将所述实物影像导入处理系统中，通过所述处理系统中预设分解程序，将所述实物影像分解为连续单帧的照片素材；

值得说明的是，所述处理系统具体为ContextCapture系统，ContextCapture系统是一套集合了数字影像处理、计算机虚拟现实以及计算机几何图形算法的全自动高清三维建模软件，其内置有将视频分解为照片的程序，因而将无人机拍摄到的目标物的实物影像分解为连续的单帧的照片素材，以便于后续的建模过程。

S3、对所述照片素材进行空中三角测量计算，以得到所述目标物的地形图像，并根据所述地形图像构建TIN模型；

如图4、图5所示，其中，所述步骤S3包括：

S31、提取每张所述照片素材中的影像特征点，并匹配各所述照片素材中名称相同的影像特征点；

具体的，影像特征点包括相机的传感器尺寸、镜头焦距、影像平面中的主点位置以及镜头畸变，而影像特征点可叫为影像的内部定向或者内部参数，将相机的传感器尺寸、镜头焦距、影像平面中的主点位置以及镜头畸变匹配的照片素材进匹配，以将分解出的若干照片素材进行关联；

S32、将带有POS数据的照片素材作为初始方位元素，并根据所述初始方位元素和共线方程解算出每张所述照片素材的外方位元素；

S33、利用多基线多特征匹配生成所述照片素材之间的连接点，对所述连接点进行多视影像密集匹配，以得到高密度数字点云；

具体的，连接点即为表征该照片素材对应目标物的三维位置；

S34、根据所述高密度数字点云新建重建项目，将所述重建项目切块分割成若干瓦片并进行不同层次细节度下的TIN模型构建，以得到TIN模型；

最终成型的TIN模型，其包括有若干瓦片，而瓦片具体为一个个的三角面，以便于后续对三角面进行纹理贴附，同时根据数字点云的密集程度以进行不同层次细节度下的TIN模型构建。

S4、将所述TIN模型与所述照片素材进行配准和纹理贴附，以得到所述目标物的倾斜三维模型；

如图6、图7所示，其中，所述步骤S4包括：

S41、根据所述TIN模型中的瓦片，在各所述照片素材中找出与所述瓦片对应的唯一目标影像；

具体的，由于在TIN模型中的瓦片自身会带有一定灰度，即自身不带有颜色，无法体现目标物的颜色，因而需找出与瓦片对应的唯一目标图像，且唯一目标图像即为照片素材，且一个瓦片只能对应有一个照片素材；

S42、根据所述唯一目标影像与所述瓦片之间角度关系，选择适用于该瓦片的纹理影像；

其中，具体的，计算所述瓦片的法线方向与所述唯一目标影像之间的夹角，并根据所述夹角选择适用于该瓦片的纹理影像，由于瓦片与实际的照片素材不可能刚好完全贴合，而是瓦片与照片素材之间具有一定的夹角，而在进行纹理贴附之前，需要瓦片与对应的照片素材之间的不同夹角，而确定适用于该瓦片的纹理影像。

S43、根据所述瓦片与所述唯一目标影像的几何关系，确定所述瓦片在所述唯一目标影像中的实际纹理区域；

具体的，由于瓦片的形状与唯一目标影像的形状不同，因而需要根据两者之间的几何关系，来确定瓦片对应在唯一目标图像的实际位置，以便于后续对瓦片进行纹理贴附。

S44、将所述纹理影像按照所述实际纹理区域反投影在对应的瓦片上，以得到所述目标物的倾斜三维模型；

在此步骤中，通过将纹理影像对应投射在对应的瓦片上，并直至所有TIN模型内的瓦片均贴附完毕，即可得到目标物的倾斜三维模型。

本实施例一的好处在于：通过控制无人机按照飞行路径进行飞行拍摄并获取到目标物的实体影像，且在无人机飞行拍摄过程中，无需布设像控点同时也省去了复杂的航线规划过程，降低了数据获取的难度，使得倾斜三维模型构建更加方便快捷，在获取到实体影像之后，将其分解成照片素材，并依次进行空中三角测量计算、TIN模型构建、纹理贴附，以得到目标物的倾斜三维模型，因此，本发明在倾斜三维模型构建过程中，不设置绝对控制点，通过相对控制位置进行运算，减少布控难度，减少多模块带来的复杂度，降低了人力和物力的投入，同时具有周期短、效率高、费用低、模型效果更真实的特点。

实施例二

如图8所示，在本发明的第二个实施例中，该发明提供以下技术方案，一种倾斜三维模型构建方法，所述方法包括：

S10、对无人机进行环形路径规划，以确定所述无人机的飞行路径。

S20、基于所述飞行路径获取所述无人机拍摄的目标物的实物影像，并将所述实物影像分解为若干照片素材。

S30、将所有的所述照片素材中符合不合格条件的照片素材剔除，其中，所述不合格条件包括曝光值大于第一预设值、对焦失败、拍摄拖影、相邻照片素材相似度大于第二预设值的任意一种；

具体的，由于实物影像为一个视频文件，将其分解为照片素材之后，会存在许多无法应用于模型构建中的照片素材，因而需将符合预设不合格条件的照片素材进行剔除，以加快模型构建的速度，同时也避免了符合预设不合格条件的照片素材影像后续的空中三角计算、TIN模型及纹理贴附步骤。

S40、对所述照片素材进行空中三角测量计算，以得到所述目标物的地形图像，并根据所述地形图像构建TIN模型。

S50、将所述TIN模型与所述照片素材进行配准和纹理贴附，以得到所述目标物的倾斜三维模型。

其中，本实施例二中的步骤S10、S20、S40、S50与实施例一中的步骤S1、S2、S3、S4相同。

本实施例二对比实施例一的好处在于：通过将符合预设不合格条件的照片素材进行剔除，以避免该照片素材干扰后续的倾斜三维模型的构建过程，以提高计算效率。

实施例三

如图9所示，在本发明的第三个实施例提供了一种倾斜三维模型构建系统，所述系统包括：

路径规划模块10，用于对无人机进行环形路径规划，以确定所述无人机的飞行路径；

影像处理模块20，用于基于所述飞行路径获取所述无人机拍摄的目标物的实物影像，并将所述实物影像分解为若干照片素材；

剔除模块30，用于将所有的所述照片素材中符合不合格条件的照片素材剔除，其中，所述不合格条件包括曝光值大于第一预设值、对焦失败、拍摄拖影、相邻照片素材相似度大于第二预设值的任意一种；

TIN模型构建模块40，用于对所述照片素材进行空中三角测量计算，以得到所述目标物的地形图像，并根据所述地形图像构建TIN模型；

纹理贴附模块50，用于将所述TIN模型与所述照片素材进行配准和纹理贴附，以得到倾斜三维模型。

其中，所述路径规划模块10包括：

获取子模块，用于获取目标物的俯瞰图像，并基于所述俯瞰图像确定所述目标物的俯瞰中心；

第一确定子模块，用于基于所述俯瞰图像，确定所述目标物的俯瞰最远边界点；

第二确定子模块，用于确定所述俯瞰中心至所述俯瞰最远边界点之间距离的中点，并以所述俯瞰中心为圆心、以所述中点至所述俯瞰中心之间距离为半径构建环形拍摄路径，所述环形拍摄路径即为所述无人机的飞行路径。

所述影像处理模块20包括：

飞行控制子模块，用于控制所述无人机按照所述飞行路径进行飞行拍摄，以获取到目标物的实物影像；

分解子模块，用于将所述实物影像导入处理系统中，通过所述处理系统中预设分解程序，将所述实物影像分解为连续单帧的照片素材。

所述TIN模型构建模块40包括：

提取子模块，用于提取每张所述照片素材中的影像特征点，并匹配各所述照片素材中名称相同的影像特征点；

解算子模块，用于将带有POS数据的所述照片素材作为初始方位元素，并根据所述初始方位元素和共线方程，解算出每张所述照片素材的外方位元素；

匹配子模块，用于利用多基线多特征匹配生成所述照片素材之间的连接点，对所述连接点进行多视影像密集匹配，以得到高密度数字点云；

TIN模型构建子模块，用于根据所述高密度数字点云新建重建项目，将所述重建项目切块分割成若干瓦片并进行不同层次细节度下的TIN模型构建，以得到TIN模型。

所述纹理贴附模块50包括：

目标影像确定子模块，用于根据所述TIN模型中的瓦片，在所述照片素材中找出与所述瓦片对应的唯一目标影像；

纹理影像确定子模块，用于根据所述唯一目标影像与所述瓦片之间角度关系，选择适用于该瓦片的纹理影像；

纹理区域确定子模块，用于根据所述瓦片与所述唯一目标影像的几何关系，确定所述瓦片在所述唯一目标影像中的实际纹理区域；

反投影模块，用于将所述纹理影像按照所述实际纹理区域反投影在对应的瓦片上，以得到所述目标物的倾斜三维模型。

在本发明的另一些实施例中，本发明实施例提供以下技术方案，一种计算机，包括存储器102、处理器101以及存储在所述存储器102上并可在所述处理器101上运行的计算机程序，所述处理器101执行所述计算机程序时实现上所述的倾斜三维模型构建方法。

具体的，上述处理器101可以包括中央处理器（CPU），或者特定集成电路（Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC），或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

其中，存储器102可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器102可包括硬盘驱动器（Hard Disk Drive，简称为HDD）、软盘驱动器、固态驱动器（Solid State Drive，简称为SSD）、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线（UniversalSerial Bus，简称为USB）驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器102可包括可移除或不可移除（或固定）的介质。在合适的情况下，存储器102可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器102是非易失性（Non-Volatile）存储器。在特定实施例中，存储器102包括只读存储器（Read-Only Memory，简称为ROM）和随机存取存储器（Random Access Memory，简称为RAM）。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM（Programmable Read-Only Memory，简称为PROM）、可擦除PROM（ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称为EPROM）、电可擦除PROM（Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称为EEPROM）、电可改写ROM（ElectricallyAlterable Read-Only Memory，简称为EAROM）或闪存（FLASH）或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，该RAM可以是静态随机存取存储器（Static Random-AccessMemory，简称为SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，简称为DRAM），其中，DRAM可以是快速页模式动态随机存取存储器（Fast Page Mode DynamicRandom Access Memory，简称为FPMDRAM）、扩展数据输出动态随机存取存储器（ExtendedDate Out Dynamic Random Access Memory，简称为EDODRAM）、同步动态随机存取内存（Synchronous Dynamic Random-Access Memory，简称SDRAM）等。

存储器102可以用来存储或者缓存需要处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器101所执行的可能的计算机程序指令。

处理器101通过读取并执行存储器102中存储的计算机程序指令，以实现上述倾斜三维模型构建方法。

在其中一些实施例中，计算机还可包括通信接口103和总线100。其中，如图10所示，处理器101、存储器102、通信接口103通过总线100连接并完成相互间的通信。

通信接口103用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。通信接口103还可以实现与其他部件例如：外接设备、图像/数据采集设备、数据库、外部存储以及图像/数据处理工作站等之间进行数据通信。

总线100包括硬件、软件或两者，将计算机设备的部件彼此耦接在一起。总线100包括但不限于以下至少之一：数据总线（Data Bus）、地址总线（Address Bus）、控制总线（Control Bus）、扩展总线（Expansion Bus）、局部总线（Local Bus）。举例来说而非限制，总线100可包括图形加速接口（Accelerated Graphics Port，简称为AGP）或其他图形总线、增强工业标准架构（Extended Industry Standard Architecture，简称为EISA）总线、前端总线（Front Side Bus，简称为FSB）、超传输（Hyper Transport，简称为HT）互连、工业标准架构（Industry Standard Architecture，简称为ISA）总线、无线带宽（InfiniBand）互连、低引脚数（Low Pin Count，简称为LPC）总线、存储器总线、微信道架构（Micro ChannelArchitecture，简称为MCA）总线、外围组件互连（Peripheral Component Interconnect，简称为PCI）总线、PCI-Express（PCI-X）总线、串行高级技术附件（Serial AdvancedTechnology Attachment，简称为SATA）总线、视频电子标准协会局部（Video ElectronicsStandards Association Local Bus，简称为VLB）总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线100可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。

该计算机可以基于获取到倾斜三维模型构建系统，执行本申请的倾斜三维模型构建方法，从而实现倾斜三维模型的构建。

在本发明的再一些实施例中，结合上述的倾斜三维模型构建方法，本发明实施例提供以下技术方案，一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的倾斜三维模型构建方法。

本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种倾斜三维模型构建方法，其特征在于，所述方法包括：

对无人机进行环形路径规划，以确定所述无人机的飞行路径；

基于所述飞行路径获取所述无人机拍摄的目标物的实物影像，并将所述实物影像分解为若干照片素材；

对所述照片素材进行空中三角测量计算，以得到所述目标物的地形图像，并根据所述地形图像构建TIN模型；

将所述TIN模型与所述照片素材进行配准和纹理贴附，以得到所述目标物的倾斜三维模型。

2.根据权利要求1所述的倾斜三维模型构建方法，其特征在于，所述对无人机进行环形路径规划，以确定所述无人机的飞行路径的步骤包括：

获取目标物的俯瞰图像，并基于所述俯瞰图像确定所述目标物的俯瞰中心；

基于所述俯瞰图像，确定所述目标物的俯瞰最远边界点；

确定所述俯瞰中心至所述俯瞰最远边界点之间距离的中点，并以所述俯瞰中心为圆心、以所述中点至所述俯瞰中心之间距离为半径构建环形拍摄路径，所述环形拍摄路径即为所述无人机的飞行路径。

3.根据权利要求1所述的倾斜三维模型构建方法，其特征在于，所述基于所述飞行路径获取所述无人机拍摄的目标物的实物影像，并将所述实物影像分解为若干照片素材的步骤包括：

控制所述无人机按照所述飞行路径进行飞行拍摄，以获取到目标物的实物影像；

将所述实物影像导入处理系统中，通过所述处理系统中预设分解程序，将所述实物影像分解为连续单帧的照片素材。

4.根据权利要求1所述的倾斜三维模型构建方法，其特征在于，在所述基于所述飞行路径获取所述无人机拍摄的目标物的实物影像，并将所述实物影像分解为若干照片素材的步骤之后，所述方法还包括：

将所有的所述照片素材中符合不合格条件的照片素材剔除，其中，所述不合格条件包括曝光值大于第一预设值、对焦失败、拍摄拖影、相邻照片素材相似度大于第二预设值的任意一种。

5.根据权利要求1所述的倾斜三维模型构建方法，其特征在于，所述对所述照片素材进行空中三角测量计算，以得到所述目标物的地形图像，并根据所述地形图像构建TIN模型的步骤包括：

提取每张所述照片素材中的影像特征点，并匹配各所述照片素材中名称相同的影像特征点；

将带有POS数据的照片素材作为初始方位元素，并根据所述初始方位元素和共线方程解算出每张所述照片素材的外方位元素；

利用多基线多特征匹配生成所述照片素材之间的连接点，对所述连接点进行多视影像密集匹配，以得到高密度数字点云；

根据所述高密度数字点云新建重建项目，将所述重建项目切块分割成若干瓦片并进行不同层次细节度下的TIN模型构建，以得到TIN模型。

6.根据权利要求5所述的倾斜三维模型构建方法，其特征在于，所述将所述TIN模型与所述照片素材进行配准和纹理贴附，以得到所述目标物的倾斜三维模型的步骤包括：

根据所述TIN模型中的瓦片，在各所述照片素材中找出与所述瓦片对应的唯一目标影像；

根据所述唯一目标影像与所述瓦片之间角度关系，选择适用于该瓦片的纹理影像；

根据所述瓦片与所述唯一目标影像的几何关系，确定所述瓦片在所述唯一目标影像中的实际纹理区域；

将所述纹理影像按照所述实际纹理区域反投影在对应的瓦片上，以得到所述目标物的倾斜三维模型。

7.一种倾斜三维模型构建系统，其特征在于，所述系统包括：

路径规划模块，用于对无人机进行环形路径规划，以确定所述无人机的飞行路径；

影像处理模块，用于基于所述飞行路径获取所述无人机拍摄的目标物的实物影像，并将所述实物影像分解为若干照片素材；

TIN模型构建模块，用于对所述照片素材进行空中三角测量计算，以得到所述目标物的地形图像，并根据所述地形图像构建TIN模型；

纹理贴附模块，用于将所述TIN模型与所述照片素材进行配准和纹理贴附，以得到倾斜三维模型。

8.根据权利要求7所述的倾斜三维模型构建系统，其特征在于，所述系统还包括：

剔除模块，用于将所有的所述照片素材中符合不合格条件的照片素材剔除，其中，所述不合格条件包括曝光值大于第一预设值、对焦失败、拍摄拖影、相邻照片素材相似度大于第二预设值的任意一种。

9.一种计算机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的倾斜三维模型构建。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的倾斜三维模型构建。

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