空客防务与空间:新一代三维模型

2015-06-12 17:44:04

摘要:   6月10日,北京国家会议中心,以构筑地理信息新生态为主题的2015年全球地理信息开发者大会 (WGDC)在此拉开帷幕。WGDC自2012年起开始举办,四年时间里,伴随着中国地理信息产业的快速发展,WGDC已经成为位置与...

  6月10日,北京国家会议中心,以“构筑地理信息新生态”为主题的2015年全球地理信息开发者大会 (WGDC)在此拉开帷幕。WGDC自2012年起开始举办,四年时间里,伴随着中国地理信息产业的快速发展,WGDC已经成为位置与空间领域最具影响力的技术创新盛会。

  6月11日下午的无人机航测专场中,空客防务与空间的扈光先生做出了题为“新一代三维模型”的精彩演讲。以下为演讲实录(未经本人确认)

空客防务与空间:新一代三维模型

  扈光:我是空客防务的扈光,我来替Frank Bignone先生介绍一下空客我们对无人机处理一些经验,跟大家进行一些分享。给大家介绍的内容包括三个方面,第一是我们对无人机处理方案做一个介绍,这个不是针对我们的产品,是针对大家常见处理方案我们的一些经验分享。第二个是对我们公司街景工厂对大家比较关注的采用无人机进行倾斜摄影获取数据测绘级别产品的一些介绍,最后介绍一下我们后面的一些进展。

  在这里我主要给大家介绍的是关于利用无人机平台进行倾斜摄影,进行空三处理,最后建模的一个过程。现在我们大家看到我们最常见的旋翼性的无人机挂多镜头包括下视和斜视镜头,进行数据采集,可能我们早期看到很多固定的飞机,现在大家觉得旋翼的可能更方便一些。对无人机相信大家都很清楚,无人机有它的优势,时间成本的节省,以及操作成本的节省。而对于我们很多熟悉用各种各样的软件来处理倾斜摄影,它的处理流程都是一样的,首先要根据我们的飞行计划进行数据采集,有的地方会有针对性的把控制点布好,进行空三处理,最后做正射影像或者建模处理。

  我们来看一下对于我们最终的成果,无人机数据我们最依赖的是什么?第一个依赖的是影像,第二个是相机的相关信息,对于很可能依赖的是曝光点GPS和姿态仪记录值,我想跟大家探讨一下这些要素在处理过程中到底哪些是重要的,哪些是不重要的,我们可不可以去用它们。无人机往往用比较普通的相机,它挂的平台不是特别稳定,所以这两个因素,决定了我们无人机的数据进行空三平差处理的时候,如果仅仅用我们传统的优化的话,最终的结果,始终不能包括所有的区域是特别稳定的。本身的平台信息我们也需要根据飞行情况进行模拟优化,才能得到最好的结果。而对于GPS信息来说,可能有的人觉得它不重要,因为我们现在对无人机常常已经习惯了,但是我们觉得GPS信息如果有的话,它可以极大的避免我们最终成果带来的比例问题、扭曲问题、旋转问题等等。

  我们大家可能比较常见的,把数据导到一个软件里面,我们就等待结果,其实那些数据在软件里面像一个黑盒子一样。我们希望仅仅得到一些可以拼出来的图象,这个过程完全没有问题,大家看不到影像的错位,不会有模型歪的情况。但是量测精度,有的时候显得不是特别稳定。如果要提高稳定的话,放大量的控制点进去,来保证最好的精度。刚刚高总也提到,他那个思路我觉得非常好,我们在做之前一定要对无人机相机进行比较好的相机检校,尽量减轻所谓的外部因素对空三的干扰。无人机拿到数据以后,我们需要对数据进行分析,数据到底提供给了我们什么,我们希望大家可以在做空三过程中,一开始可以放少量的控制点联测一下,可以让每张影像恢复它的初始信息。如果有GPS信息,我们回过头来看看有没有IMU信息,我们何以通过恢复出来这个姿态仪,通过一个很简单的变化,可以模拟出来一个相对准确的数据,如果无人机带着姿态仪的话,我们尽量把姿态仪用上。在这种条件下,我们只要加入相对较少的控制点,我们可以获得较好的精度,当然这个也和具体的飞行情况和测试范围有关系。但是我们相信经过我们的检测,这样的思路,这样的流程会更加稳定。我们想优化,得到最好的精度,我们做控制点优化的时候,我们希望尝试优化一下所谓的相机信息,第一是和相机相关的信息,第二个由于无人机的特性,它的平台并不非常稳定,这两方面要进行优化。

  无人机航拍特点,一百米到三百米我们进行影像拍摄,大部分无人机平台都会把45度角作为一个相机安置角。从我们的经验和我们的特色来说,第一个我们觉得45度角并不是倾斜摄影的规范角或者标准角,航高越低的时候,45度角,如果飞机再稍微不稳定,可能获得像右边这样的影像,这样的影像在平差过程中会起到非常大的干扰。

  刚才介绍了我们对无人机影像采集和处理的一些经验。对于街景工厂而言,我们的思路是这样的,首先我们希望为用户提供的是高精度的、高效率的产品,效果最好的,街景工厂我们希望以高精度处理为第一目标。我们刚设计这个产品的时候,我们处理的数据都是标准的航测性的相机作为处理对象,进行我们相关测试。随着无人机发展越来越快,项目越来越多,我们也会为用户带来处理方案,我们会把我们内部在处理空三过程中的方案分为不同的情况,来区别对待。我们给用户提供较高精度的成果。

  最后给大家介绍一下关于街景工厂最新的进展,我们对空三平差模型进行了一些改进,可对超过5万张行腔进行平差解算,我们对这么多参数进行一次性解算。对于我们常见的特征匹配和我们一些常见的影像特点,我们开发了更加优化的专用版本Surf算法。我们应用在测绘领域、应急领域、军事领域,我们可以应用在媒体领域。而目前我们的软件依然想遵循最专业的处理方案,我们提供一系列的工具,可以让用户检查空三精度,数据进去能够出来。用户可以中间进行干预,同时我们提供各种各样的工作流,方便用户在生产过程中尽可能减少人为操作时间,遵循工作流。同时,我们也感谢很多算法,使得原来只适用于点云匹配方法能够适用于其他各种各样的影像,谢谢大家。

[责任编辑:唐天石]
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