PSDK102S傾斜攝影相機(jī)-無人機(jī)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(jī)），同時(shí)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(zhǔn)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(jìn)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(jìn)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(yùn)算生成基于影像的超高密度點(diǎn)云，點(diǎn)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(diǎn)，即：高效率、高精度、高真實(shí)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(jī)

M210 RTK V2無人機(jī)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(jī)，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(diǎn)。

經(jīng)緯M210RTKV2飛行平臺延續(xù)經(jīng)緯系列可靠耐用的機(jī)身設(shè)計(jì)，為嚴(yán)苛環(huán)境而生，旨在進(jìn)一步提升空中作業(yè)生產(chǎn)力。無人機(jī)設(shè)計(jì)緊湊，擴(kuò)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(shí)間28分鐘（PJ101S）

n 防護(hù)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(biāo)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(shí)間同步TimeSync時(shí)間同步設(shè)計(jì)

n 客機(jī)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(shí)時(shí)差分網(wǎng)絡(luò)千尋實(shí)時(shí)差分

2.2  傾斜相機(jī)

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

PJ101S五鏡頭相機(jī)

相機(jī)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(hù)等級IP64

n 云臺M210系列

n 重量700g

n 尺寸162X162X98mm

n 傳輸U(kuò)SB3.0接口

n 續(xù)航無人機(jī)供電

n OLED屏顯標(biāo)配

n 實(shí)時(shí)圖傳標(biāo)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(diǎn)提取與相對定向；

②　投影重建與相機(jī)標(biāo)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(diǎn)，利用連接點(diǎn)對大量影像進(jìn)行自動重定向；第2步根據(jù)重定向結(jié)果進(jìn)行投影重建，標(biāo)定相機(jī)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(jìn)行密集匹配；第4步從點(diǎn)云通過構(gòu)建三角網(wǎng)格模型得到目標(biāo)三維模型。

傾斜攝影4大特點(diǎn)

　　特點(diǎn)一：反映地物周邊真實(shí)情況相對于正射影像，傾斜影像能讓用戶從多個(gè)角度觀察地物，更加真實(shí)的反映地物的實(shí)際情況，極大的彌補(bǔ)了基于正射影像應(yīng)用的不足。

　　特點(diǎn)二：傾斜影像可實(shí)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(jìn)行包括高度、長度、面積、角度、坡度等的量測，擴(kuò)展了傾斜攝影技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用。

　　特點(diǎn)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(diǎn)，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(diǎn)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(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，實(shí)現(xiàn)共享應(yīng)用。

　　無人機(jī)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(yàn)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(xiàng)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(jī)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(shí)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(shí)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(gè)五彩繽紛的三維世界，獲得身臨其境的體驗(yàn)。

傾斜攝影所具備的高效率、高精度、高真實(shí)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(gè)面積約50平方公里的城市，運(yùn)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(gè)月。傾斜攝影三維模型不僅能帶給觀者真實(shí)而震撼的視覺感受，還因其模型上每一點(diǎn)都具有準(zhǔn)確的三維地理坐標(biāo)，可供用戶按需測量和計(jì)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(jì)算，估算修繕成本。