Smart 3D無(wú)人機傾斜攝影建模

Smart  3D無(wú)人機傾斜攝影建模：

傾斜攝影測量技術(shù)是國際測繪遙感領(lǐng)域近年發(fā)展起來(lái)的一項高新技術(shù)，以大范圍、高精度、高清晰的方式全面感知復雜場(chǎng)景，通過(guò)高效的數據采集設備及專(zhuān)業(yè)的數據處理流程生成的數據成果直觀(guān)反映地物的外觀(guān)、位置、高度等屬性，為真實(shí)效果和測繪級精度提供保證。同時(shí)有效提升模型的生產(chǎn)效率。三維建模在測繪行業(yè)、城市規劃行業(yè)、旅游業(yè)、甚至電商業(yè)等的行業(yè)應用越來(lái)越廣泛，越來(lái)越深入。

無(wú)人機航拍不再是大眾陌生的話(huà)題，商場(chǎng)到處可見(jiàn)的DJI商店，各種廠(chǎng)商的無(wú)人機也是層出不窮，這將無(wú)人機傾斜數據建模推到了一個(gè)關(guān)鍵性的階段。​

傾斜攝影技術(shù)，通過(guò)在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器（目前常用的是五鏡頭相機）。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確的信息。垂直地面角度拍攝獲取的是垂直向下的一組影像，稱(chēng)為正片，鏡頭朝向與地面成一定夾角拍攝獲取的四組影像分別指向東南西北，稱(chēng)為斜片。 攝取范圍如下圖：

在建立建筑物表面模型的過(guò)程中，下圖可以看到，相比垂直影像，傾斜影像有著(zhù)顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn)，因為它能提供更好的視角去觀(guān)察建筑物側面，這一特點(diǎn)正好滿(mǎn)足了建筑物表面紋理生成的需要。同一區域拍攝的垂直影像可被用來(lái)生成三維城市模型或是對生成的三維城市建模的改善。

利用建模軟件將照片建模，這里的照片不僅僅是通過(guò)無(wú)人機航拍的傾斜攝影數據，還可以是單反甚至是手機以一定重疊度環(huán)拍而來(lái)的，這些圖片導入到建軟件中，通過(guò)計算機圖形計算，結合pos信息空三處理，生成點(diǎn)云，點(diǎn)云構成格網(wǎng)，格網(wǎng)結合照片生成賦有紋理的三維模型。區域整體三維建模方法生成路線(xiàn)圖：

Smart  3D無(wú)人機傾斜攝影建模：
行業(yè)里主流的有Bently公司的ContextCapture（Smart3D），俄羅斯Agisoft公司的PhotoScan，瑞士Pix4D公司Pix4D mapper。

這幾個(gè)建模軟件也是各有優(yōu)缺點(diǎn)，PhotoScan比較輕量級，但是生成的模型紋理效果不是太理想，Smart3D生成的三維模型效果最為理想，人工修復工作量較低，但是軟件比較復雜不易上手且價(jià)格較高。

下面就這三種軟件做一個(gè)對比：

這些軟件的拔地而起無(wú)疑造福了大量的三維愛(ài)好者，使得三維重建的門(mén)檻大大降低，人人都可以成為三維模型的作者。

下圖是這三個(gè)主流重建軟件的圖標:

​目前市面上最常見(jiàn)的，同時(shí)也是最難上手最昂貴的軟件——Smart3D，現在也叫ContextCapture，它是一套無(wú)需人工干預，通過(guò)影像自動(dòng)生成高分辨率的三維模型的軟件解決方案。我們所接觸到的一般都是純英文版，這對于軟件的普及化學(xué)習形成了一定的阻礙，但是近期好像要推出中文漢化包了，請大家關(guān)注微信號“Wish3D”（文章結尾有二維碼），我們會(huì )在第一時(shí)間發(fā)布中文補丁包。

接下來(lái)，我將以Smart3D為中心，從系統原理、軟件構成、軟硬件要求和建模對象等幾個(gè)方面逐一和大家交流學(xué)習。

Smart3D軟件的總體流程：Smart3D需要以一組對靜態(tài)建模主體從不同的角度拍攝的數碼照片作為輸入數據源。

這些照片的額外輔助數據需要：傳感器屬性（焦距、傳感器尺寸、主點(diǎn)、鏡頭失真），照片的未知參數（如GPS），照片姿態(tài)參數（如INS），控制點(diǎn)等等。