PSDK102S傾斜攝影相機-無人機三維傾斜建模測量及影像處理設(shè)備

1.2 傾斜攝影原理

    傾斜攝影技術(shù)是在攝影測量技術(shù)之上發(fā)展起來的，和攝影測量不同的是：傾斜攝影是通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器（如圖所示，目前常用的五鏡頭相機），同時從垂直、傾斜等不同角度采集影像，獲取地面物體更為完整準確的信息。垂直地面角度拍攝獲取的影像稱為正片（一組影像），鏡頭朝向與地面成一定夾角拍攝獲取的影像稱為斜片（四組影像）。以傾斜攝影技術(shù)來獲取影像數(shù)據(jù)作為素材，進行人工或自動化加工處理后得到的三維模型數(shù)據(jù)的過程，我們稱之為“傾斜攝影建模”

基于傾斜攝影獲取的影像數(shù)據(jù)，可進行通過專業(yè)的自動化建模軟件生產(chǎn)三維模型，模型生產(chǎn)周期短、成本低。自動化建模工藝流程一般會經(jīng)過多視角影像的幾何校正、聯(lián)合平差等處理流程，可運算生成基于影像的超高密度點云，點云構(gòu)建TIN模型，并以此生成基于影像紋理的高分辨率傾斜攝影三維模型，因此也具備傾斜影像的測繪級精度。傾斜攝影自動化建模及其成果，對比人工建模過程，具備“三高一低“的特點，即：高效率、高精度、高真實感和低成本。

1.3 傾斜攝影組成部分

2 產(chǎn)品介紹

2.1 經(jīng)緯M210 RTK V2無人機

M210 RTK V2無人機是大疆創(chuàng)新出品的一款結(jié)構(gòu)簡單的電動四軸無人機，具有可靠性高、飛行品質(zhì)優(yōu)異、操作使用簡單、起飛和著陸場地要求低等特點。

經(jīng)緯M210RTKV2飛行平臺延續(xù)經(jīng)緯系列可靠耐用的機身設(shè)計，為嚴苛環(huán)境而生，旨在進一步提升空中作業(yè)生產(chǎn)力。無人機設(shè)計緊湊，擴展靈活，智能控制系統(tǒng)與飛行性能顯著優(yōu)化，新增飛行及數(shù)據(jù)安全等功能，為測繪行業(yè)提供專業(yè)解決方案。

飛行器

n 尺寸883×886×398mm

n 軸距643mm

n 大載重1.45kg

n 大起飛重量6.14kg

n 水平飛行速度81km/h

n 大起飛海拔3000m

n 大飛行時間28分鐘（PJ101S）

n 防護等級IP43

n 工作環(huán)境溫度-20°C至50°C

特色功能

n FPV圖傳標配

n 避障前視下視避障，頂部紅外

n 圖傳距離8KM，OcuSync2.0圖傳系統(tǒng)

n 時間同步TimeSync時間同步設(shè)計

n 客機監(jiān)測DJIAirSense

n D-RTK2D-RTK2厘米級GNSS移動站

n 地面站DJIPILOT智能地面站系統(tǒng)

n 電池2塊一組TB55電池

實時差分網(wǎng)絡(luò)千尋實時差分

2.2  傾斜相機

PJ101S五鏡頭傾斜攝影相機是基于大疆M210系列飛行器平臺推出的專版相機，具有更輕更小，性價比更高，適應(yīng)性更強，效率更高，測量精度更高，更適用于單兵測繪作業(yè)等特點。

PJ101S五鏡頭相機

相機參數(shù)

n 像素單視角2430萬，總1.2億

n CMOS數(shù)量5視角CMOS

n 畫幅APS畫幅（23.5X15.6）

n 焦距35mm（等效53mm）

n 存儲320GB、640GB、1280GB

n 曝光間隔≥0.8S

n 工作環(huán)境溫度-10°C至40°C

n 防護等級IP64

n 云臺M210系列

n 重量700g

n 尺寸162X162X98mm

n 傳輸USB3.0接口

n 續(xù)航無人機供電

n OLED屏顯標配

n 實時圖傳標配

n 后差分支持

n 溫控智能主動恒溫

n 自檢智能自檢&主動重置

數(shù)據(jù)預(yù)處理航測助手

3 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)-Smart3D

傾斜攝影三維建模技術(shù)是基于影像的三維建模技術(shù)的一種，基于影像的三維建模技術(shù)大致步驟分為：

①　特征點提取與相對定向；

②　投影重建與相機標定；

③　密集匹配；

④　重建三維模型。

其中第1步從給定影像中自動檢測出可靠且充分密集的連接點，利用連接點對大量影像進行自動重定向；第2步根據(jù)重定向結(jié)果進行投影重建，標定相機位置等信息；第3步通過CMVS（cluster multi-view stereo）、PMVS（patch-based multi-view stereo）等算法進行密集匹配；第4步從點云通過構(gòu)建三角網(wǎng)格模型得到目標三維模型。

傾斜攝影4大特點

　　特點一：反映地物周邊真實情況相對于正射影像，傾斜影像能讓用戶從多個角度觀察地物，更加真實的反映地物的實際情況，極大的彌補了基于正射影像應(yīng)用的不足。

　　特點二：傾斜影像可實現(xiàn)單張影像量測通過配套軟件的應(yīng)用，可直接基于成果影像進行包括高度、長度、面積、角度、坡度等的量測，擴展了傾斜攝影技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用。

　　特點三：建筑物側(cè)面紋理可采集針對各種三維數(shù)字城市應(yīng)用，利用航空攝影大規(guī)模成圖的特點，加上從傾斜影像批量提取及貼紋理的方式，能夠有效的降低城市三維建模成本。

　　特點四：數(shù)據(jù)量小易于網(wǎng)絡(luò)發(fā)布相較于三維GIS技術(shù)應(yīng)用龐大的三維數(shù)據(jù)，應(yīng)用傾斜攝影技術(shù)獲取的影像的數(shù)據(jù)量要小得多，其影像的數(shù)據(jù)格式可采用成熟的技術(shù)快速進行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，實現(xiàn)共享應(yīng)用。

　　無人機傾斜攝影的廣泛應(yīng)用，必將大幅度提高測繪行業(yè)的作業(yè)效率，使地理信息數(shù)據(jù)的流存更加完整精確，為我國更有效率的應(yīng)用土地資源、優(yōu)化國土空間、建設(shè)美麗中國增磚添瓦!

　　以我們現(xiàn)有的業(yè)務(wù)經(jīng)驗評估：之前國土一張圖是平面的，以后是國土一張立體圖。傾斜攝影技術(shù)將是未來測繪市場的主要技術(shù)之一。

1 傾斜攝影技術(shù)

1.1 技術(shù)概述

傾斜攝影技術(shù)是測繪領(lǐng)域近些年發(fā)展起來的一項高新技術(shù)。它改變了以往航空攝影測量只能使用單一相機從垂直角度拍攝地物的局限，通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時從垂直、側(cè)視和前后視等不同角度采集影像。傾斜影像不僅能真實反映地物情況，還通過采用*定位技術(shù)，嵌入精確的地理信息、豐富的影像信息，給用戶呈現(xiàn)出一個五彩繽紛的三維世界，獲得身臨其境的體驗。

傾斜攝影所具備的高效率、高精度、高真實感、低成本優(yōu)勢，使其逐步替代傳統(tǒng)人工建模的三維模型獲取方式。一個面積約50平方公里的城市，運用傾斜攝影建模技術(shù)，從獲取影像、處理數(shù)據(jù)直至生成真三維模型僅需10天左右。同等工作量，若采用人工建模，則需投入100人足足干3個月。傾斜攝影三維模型不僅能帶給觀者真實而震撼的視覺感受，還因其模型上每一點都具有準確的三維地理坐標，可供用戶按需測量和計算，從而使三維模型在城市建設(shè)與管理、國家地理測繪、公共安全與應(yīng)急等方面大有可為。比如在城市建筑立面改造成本核算中，不用再拿著全站儀去采集數(shù)據(jù)，在電腦屏幕前即可輕松完成樓體測量、面積計算，估算修繕成本。