基于Leica RCD30相机倾斜摄影三维建模研究

摘要

本文基于Leica RCD30相机的倾斜摄影技术，研究基于POS数据的倾斜影像关系恢复，探索出一套适用于倾斜摄影、能最大程度保证数据获取的效率与精度的方法。针对倾斜影像存在尺度、旋转、位移、透视变形等问题，研究基于特征不变的倾斜影像匹配算法及其初步应用。最后着重分析三维模型纹理自动映射中存在的问题，对密集建筑物纹理存在的遮挡情况进行重点研究。
　　本文研究内容及成果主要为以下几个方面:
　　(1)倾斜影像数据相较于规则的航空影像都具有大倾角，大尺度以及成像差异大等特点，造成空三转点的难度大且效率低下，针对这点，本文RCD30相机倾斜影像的航测摄影采用集成了GPS/IMU组合系统的平台，得到一套方便快捷并且能精确恢复拍摄航带与倾斜影像位置的方案。
　　(2)传统ASIFT算法在匹配时效率低，根据影像匹配相关知识及倾斜影像的特点，提出一种对原始影像进行一次逆仿射变换，将倾斜影像恢复到近似的正摄影像的改进ASIFT算法，使影像匹配时精度和效率上得到了明显的提高。改进算法在试验中与传统ASIFT算法匹配效果在精度上要更好，且匹配效率有大幅度提高。
　　(3)针对三维重建中不可避免的建筑物密集遮挡情况，常规的遮挡处理有时并不能消除这种问题，本文提出基于投影矩阵把地物面块映射到影像中的方法，结合摄影距离进行二维的处理，降低其复杂性，并建立稀疏网格实现密集建筑群的遮挡处理。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 相关技术国内外研究现状

1．2．1 传统三维数据的获取技术

1．2．2 目前三维模型构建中存在的问题

1．3 研究的目的与意义

1．4 本文主要内容与结构安排

1．4．1 主要研究内容

1．4．2 论文组织结构

2 基于POS数据的倾斜影像获取及关系恢复

2．1 倾斜摄影平台

2．1．1 Leica RED30倾斜相机

2．1．2 ROD30相机与其他倾斜相机参数对比

2．2 利用POS辅助进行倾斜摄影测量

2．2．1 基于POS数据规则航带自动恢复

2．2．2 基于POS数据倾斜影像位置估箅

2．3 基于POS系统倾斜影像获取方案设计

2．4 本章小结

3 改进ASIFT算法的倾斜影像匹配

3．1 SIFT算法

3．2 SIFT特征匹配策略

3．3 基于尺度和仿射不变特征算法

3．4 实验与分析

3．5 ASIFT算法改进

3．5．1 改进ASIFT算法原理

3．5．2 初始仿射矩阵

3．5．3 纠正影像计算

3．5．4 纠正影像的匹配策略

3．5．5 匹配点对反算

3．5．6 改进ASIFT算法对比实验

3．6 本章小结

4 密集建筑物纹理映射中的遮挡处理

4．1 纹理映射的预处理

4．2 纹理数据源的筛选

4．3 纹理遮挡处理

4．4 纹理自动映射

4．5 遮挡处理实验对比分析

4．6 本章小结

5 应用实例和结果分析

5．1 数据概况

5．2 实验分析

5．2．1 在倾斜影像匹配上的应用

5．2．2 在三维模型重建及纹理映射方面的应用

5．2．3 模型编辑整饰

5．3 三维模型的应用

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历

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