消费级无人机倾斜摄影测量技术在构建城市真三维模型中的应用研究

摘要

目前，伴随着无人机倾斜摄影测量技术的出现，基于倾斜影像构建城市真三维模型的效率在一定程度上得到了提高。然而与基于消费级无人机获取倾斜影像的采集方式比起来，无人机倾斜摄影测量的成本和技术门槛还是相对较高。消费级无人机因其低价格、易操作、无须证照和申请空域等优势，逐渐成为一种新型的快速获取对地光学影像的平台。其次，计算机硬件功能的不断提高以及计算机视觉技术和并行运算技术的不断进步，实现了海量的、无序的和多分辨率影像的快速密集匹配。此外，随着Context Capture、Photoscan等三维重建软件的不断进步，己经可以利用单镜头无人机甚至是手机采集的影像，进行自动化构建三维模型。　　基于以上几点，本文探究一种采用单镜头多旋翼的消费级无人机采集倾斜影像数据的方法，利用Altizure地面控制系统和Pix4d Mapper三维建模软件，结合少量的人工干预，快速构建实验区的真三维模型。实验结果满足精度要求，提高了三维建模的效率，降低了三维建模的经济成本和技术要求。不仅为小区域三维建模提供了新的思路，而且有利于倾斜摄影测量技术的广泛应用和推广。以下为本文的主要研究内容：　　（1）详细介绍了倾斜摄影测量技术原理和多视影像预处理、区域网联合平差、多视影像特征提取、多视影像匹配、纹理映射等诸多基于无人机倾斜摄影测量技术构建城市真三维模型的关键技术。　　（2）研究了基于消费级无人机倾斜摄影测量的原理和方法。介绍了消费级无人机系统的组成、消费级无人机地面控制系统以及三维建模系统。除此之外，还研究了消费级无人机的像片控制点布设方法和要求以及飞行参数的计算方法。　　（3）利用消费级无人机获取的倾斜影像建立了江西省上饶市图书馆片区的真三维模型，并从模型的精细度、模型的几何精度、模型中具有代表性的线段精度三个方面，系统地分析和研究了采用此种方法所构建的城市真三维模型的精度。

目录

声明

1绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容与技术路线

1.4论文组织结构

2倾斜摄影测量技术

2.1倾斜摄影测量技术原理

2.2倾斜摄影测量技术特点

2.3倾斜摄影测量系统组成

2.4本章小结

3倾斜影像三维建模的关键技术

3.1多视影像预处理

3.2特征提取

3.3区域网联合平差

3.4多视影像匹配

3.5纹理映射

3.6本章小结

4基于消费级无人机倾斜摄影测量

4.1消费级无人机

4.2航摄计划制作方法

4.3地面控制系统与三维建模系统

4.4本章小结

5实验与分析

5.1实验数据采集

5.2真三维模型的建立

5.3精度评定

5.4本章小结

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献