邓非:空地一体倾斜航空摄影数据半自动处理工艺

3sNews2015-06-18 14:06:56

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日上午的实景世界专场上,武汉天际航信息科技股份有限公司总经理邓非发表题为“空地一体倾斜航空摄影数据半自动处理工艺--‘实景世界’”模型修编系列产品”的演讲。以下为演讲实录(未经本人核实)。

邓非:空地一体倾斜航空摄影数据半自动处理工艺

  邓非:我是武汉大学测绘学院的邓非,我们也是一个产学研结合的公司,今天带来的报告题目是摄影数据半自动处理工艺,实景世界模型修编工艺。首先,来看一下倾斜摄影精细化三维建模需要哪些基础? 刚才有几位专家都介绍了,航飞到快速的数据处理、制作以及过程,我们面向精细化的实体三维建模,生成实体化的模型,在各种层次当中的广泛应用。

  我们产品定位在自动化的建模,像现在作业的方法包括街景工厂、smart3D、流程,能够快速的生成。人工交互的成本比较高,我们看一下在这种自动生成的情况下,对于复杂的构筑物或者复杂的结构体还是有影响,这是原始影像,这个是自动生成Mesh。我们的产品定位在如何综合倾斜摄影的优势以及交互半自动建模的优势,产品定位在一个手工建模的和全自动建模产品中间的环节。

  为了大家比较直观的感受一下我们工艺,我先放一个小的片子,这个片子无线作业的方案,这个是多元素空地一体化以及车载的全景影像,不管是怎么拍摄,甚至用手机拍摄,都可以整合到框架里面进行作业,我们在这个作业环境下数据的加工的精度具有一致性的工艺,而且是这样一个方案,这就是我们带来的产品,交互式建模工艺,在这个工艺下面不需要佩戴立体眼镜就可以作业的。

  再回到我们主题,在工艺里面采用了一种称之为影像实体三维技术,把数据作为联合的,现在我们做的多元数据,这个数据可以由不同的传感器,基于这样的数据,我们再一个交互式的,可编辑的环境里面进行作业,用户只需要对着影像去描绘就可以得到实景的三维的重复,描绘的过程是人工去引导来生成三维的交互的界面,并且生成一个自动化贴图,人工交互是半自动完成的,学习周期也很短,三天就可以学会,一周就可以开始作业。

  各位专家看一下现在的作业的模式,第一个模式是倾斜摄影的模式,这个模式我们就用的这种像机进行了拍摄,我们作业的时候可以切换到任何一个最方便观测到它的实视角。实景世界都是在不同的角度拍到,我们在作业的时候可以通过不同的角度对他的细节进行描述。作业人员进行作业的时候,仅仅对着照片去描绘就可以了。对生产三维模型的项目,包括作业人员的要求有大幅度的降低,这是一个环节。

  在这个倾斜摄影的环节第二个我们用航空跟地面影像结合,大家可以看到在这个环节里面,我们用航空的影像借助顶部的结构,我们可以马上切到手持拍摄的照片上,形成一个工艺一体化的作业,这个作业的过程,数据源可以随时切换,在做建筑物的立面,可以近景的影像,最后生成成果以后,形成一个三维的贴图的映射,每个面都会去优选一个最佳的视角。

  第三个应用是航空影像跟地面的,它是一个360度的全景影像,我们在航空影像勾勒外部的轮廓,马上切到地面的,到车上的球面的过程,在传感器上全部打通,所有的传感器都是在一个作业上的,因为在倾斜像机上对他进行快速的结构,而且有了结构的数据以后,多元数据整合。在立面去找不同角度的进行映射,同时在采集的过程当中,也可以有一些模型库,在包括城市部件的采集,道路与交通规划都会用到这种技术,实景的叠加一个虚拟的场景,这两个是完全无缝组合在一起的。

  这是我们空地一体化的作业里面,影像的来源是一个多样的,互为印证,我们会成立一个广义的传感器的网络,这个网络不断的进行传递,作为一个航空影像,他进行了定像,如果他看不到,他只要跟航空影像有重叠的匹配,这样我们认为拿出一个手机,只要能看到倾斜影像的某一张照片,就会变成一个测量的仪器,我们都会变成手持的设备。包括在装置上面也开发了一些装置,大家可以看到像这样的装置,在一个数码相机上,安置了一个机顶盒,机顶盒有一个天线和机站,流动性是非常强的,知道位置拍摄的姿态,这样在一个机站里面撒出去五到十台这样的作业效果,在环境里面多角度的拍照作业,把这些影像整合起来就可以做后面的应用。

  这是空地一体的应用,在应用里面完全无缝的在一起,一一对应,任何一个都会形成映射,在这个场景手持拍摄上,大量的手持拍摄的影像都赋予了一个场景,虚拟的场景透明度就是真实的影像拍摄出来的实景的和虚拟场景无缝的集成,地面的场景来进行作业的环境。

  接下来,我简要介绍一下产品作业的工艺,一体化的模型的修饰,我们这个作业工艺,基于自动重建的工具配合使用,经过了修饰的环节,第一个把一些拉花的地方,重点的地标的建筑对他进行整合。第二对一些标志性的目标,比如说电站或者复杂的电路进行了处理。刚才赵总也介绍了,组合拍摄到的,我们基于三维网进行快速的修编,同时把这个模型无缝的转到现在三维场景当中去,把修编好的数据,完全无缝的整合。我们现在就是要把以上的部分给修整好,大家可以看一下,用这种修饰的方案之后的成果,可以比较有效的解决这种建筑物立面的拉花、凹凸的细节上的缺点,也可以用地面的移动车进行修饰,高清的这些数据对原始的倾斜摄影形成的地标的瑕疵,补完以后,我们连接的部分都会很好的修饰。

  如果用全自动的建模方式把电站建出来是非常破碎的,我们的开发工具是对电力设施进行交互式的半自动的进行建模,这个建模所有的模型,都是非常实际的位置坐标一一匹配,所以他的所有的送模的过程是测量的过程,在三维场景里面快速的生成这样一个模型,我们在这个模型里面,我们跟国家电网合作,希望能够把倾斜摄影的技术用国家电网快速的高精度的设施的复杂的电力设施,生成了这些结果也可以跟共建库无缝的挂接,在这个建模的完成,左边通过修饰以后的模型,右边是自动生成的模型,这个是交互的模型,这个优势是非常明显的。

  在作业的环境当中,我们也跟第三方的建模进行互动,我们有一个联合实验室,建模开发了一些技术,对于一些更复杂的地标,对古建筑或者经济的建筑,需要精雕细刻的,需要把影像的数据,更专业的实体进行一个结合。把这类的软件变成摄影测量的软件,现在正在做的一个工作。这是国家一级文物有百年的历史,通过拍摄照片就可以最它进行迷你型的、精确的还原。

  这是我们在室内的应用,包括建模的手段,应用到室内拍摄当中去,所以如果这个数据是航空的数据,是地面的数据,是车载的数据、全景的数据、手持的数据,甚至手机拍的数据,是一模一样的作业环境,我们软件购置一套就可以在多个环境下面作业,在室内作业环境里面形成这种BIM或者高精度的可量测的实体,可以给大家看一下室内作业的过程,对结构的内部的细节,包括框架,各种结构的衡量以及门窗、门栏、护栏等等小的进行回复,而且在回复的过程当中对数据进行一个检合。

  最后,给大家看一下用数码相机的倾斜,手持的数据就可以用手持的数码相机来代替一比五百的三维军工测量,大部分都采用全作业或者激光扫描的模式,对设备要求很高,在我们这个环节里面进行拍照,大部分工作都在那里面完成,所以以后的测量会变成内页生产的工艺和流程。以上就是我们在基于影像的实景三维建筑和修饰方面做的一些工作,谢谢。

[责任编辑:龙薇]
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