室內(nèi)三維建模方案20190320

1、室內(nèi)三維建模技術(shù)方案1數(shù)據(jù)采集1.1采集準(zhǔn)備階段1.1.1硬件準(zhǔn)備(1)高端360°三維全景云臺(tái)(2)腳架(3)智能手機(jī)1.1.2軟件準(zhǔn)備(1) DP-CAPTUR曰維全景云臺(tái)手機(jī)端(2) DPImporter1.2 現(xiàn)場(chǎng)踏勘通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘來(lái)獲得現(xiàn)場(chǎng)平面圖草圖及空間結(jié)構(gòu)信息，以便后期進(jìn)行攝站規(guī)劃和拍攝參數(shù)設(shè)置。1.3 數(shù)據(jù)采集階段1.3.1 注意事項(xiàng)(1)為了保證后期數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)完整性，在前期影像采集階段應(yīng)盡可能保證同一被攝點(diǎn)能被至少四個(gè)攝站拍攝到。(2)攝站點(diǎn)應(yīng)距墻面至少1.5米以上(備注：根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景決定)1.3.2 采集步驟1.3.2.1 攝站規(guī)劃根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘或已有數(shù)據(jù)獲得現(xiàn)場(chǎng)

2、的平面圖及空間結(jié)構(gòu)信息，再由現(xiàn)場(chǎng)的平面圖及空間結(jié)構(gòu)信息來(lái)規(guī)劃攝站架設(shè)位置。1.3.2.2 攝站架設(shè)及手機(jī)端連接根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)攝站規(guī)劃，在對(duì)應(yīng)的架站點(diǎn)架設(shè)三維全景云臺(tái)并與手機(jī)端連接，通過(guò)手機(jī)端開(kāi)發(fā)的APP來(lái)控制全景云臺(tái)的采集影像數(shù)據(jù)，可以讓全景云臺(tái)按照不同的任務(wù)和工作環(huán)境，進(jìn)行自動(dòng)或者半自動(dòng)的影像采集，同時(shí)可以配合WIFI或者4G方式，即時(shí)的將拍攝的影像上傳云平臺(tái)進(jìn)行處理。1.3.2.3 手機(jī)端操作步驟1.3.2.3.1 創(chuàng)建工程和攝站1,點(diǎn)選此處，進(jìn)入綜合管理界面2,在彈出的綜合管理界面上選擇“工程和攝站”，進(jìn)入攝站創(chuàng)建界面2工程和騙鉆flVL3>OCoir界K3,進(jìn)入“工程攝站”創(chuàng)建界面后點(diǎn)

3、擊“添加”4,彈出如下創(chuàng)建工程界面，輸入工程名字后點(diǎn)擊“確定”5,工程創(chuàng)建完成后如下圖3金安室內(nèi)軍修1.3.2.3.2準(zhǔn)備拍攝1,將工程設(shè)置為當(dāng)前攝站二公至室內(nèi)善工2,選擇相機(jī)連接再點(diǎn)擊打開(kāi)，進(jìn)入攝站的拍攝模式1.3.2.3.3攝站拍攝1,在整個(gè)工程拍攝開(kāi)始之前對(duì)三維全景云臺(tái)進(jìn)行校準(zhǔn)2,設(shè)置攝站的拍攝模式，設(shè)置為室內(nèi)全景拍攝模式3,設(shè)置攝站的拍攝存儲(chǔ)的影像格式4,點(diǎn)擊“自動(dòng)拍攝”，開(kāi)始當(dāng)前射站拍，一旦拍攝完成后會(huì)有“拍攝成功”的文字，成功后將會(huì)自動(dòng)切換下一站，再點(diǎn)擊“自動(dòng)拍攝”，就會(huì)開(kāi)始當(dāng)前站的拍攝，如此循環(huán)£0%找急075當(dāng)翱工4r公安內(nèi)取事當(dāng)說(shuō)用站：國(guó)帶用式會(huì)近于叫方除片尹靜才態(tài)

4、度MBG1.4影像數(shù)據(jù)整理1.4.1 影像數(shù)據(jù)導(dǎo)由所有攝站拍攝完成后，通過(guò)DPImport軟件將影像數(shù)據(jù)從360°全景云臺(tái)系統(tǒng)中導(dǎo)出。1.4.2 影像數(shù)據(jù)分類(lèi)將導(dǎo)出的影像數(shù)據(jù)按照不同攝站位置進(jìn)行分類(lèi)整理，并記錄日期，項(xiàng)目名稱(chēng)。2像控點(diǎn)測(cè)量2.1 儀器準(zhǔn)備室內(nèi)像控點(diǎn)使用全站儀測(cè)量。圖1全站儀2.2 操作流程在進(jìn)行室內(nèi)像控點(diǎn)量測(cè)時(shí)主要有兩種方式：(1)特征點(diǎn)量測(cè)方式：當(dāng)室內(nèi)物體及墻面特征明顯時(shí)，可選取特征點(diǎn)作為像控點(diǎn)進(jìn)行量測(cè)，并在全景圖上標(biāo)注出像控點(diǎn)位置及點(diǎn)號(hào)。(2)標(biāo)志牌量測(cè)方式：當(dāng)室內(nèi)物體及墻面特征不明顯時(shí)，可采取貼控制點(diǎn)標(biāo)志牌的方式進(jìn)行像控點(diǎn)的布控，同樣做好像控點(diǎn)位置及點(diǎn)號(hào)標(biāo)注。2

5、.3注意事項(xiàng)在進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量過(guò)程，需滿(mǎn)足以下要求：(1)、室外圖根點(diǎn)相對(duì)于鄰近高等級(jí)控制點(diǎn)點(diǎn)位中誤差不超過(guò)圖上0.1mm,高程中誤差不超過(guò)所選等高距的1/10。(2)、相鄰導(dǎo)線點(diǎn)間應(yīng)通視良好，便于全站儀觀測(cè)。(3)、導(dǎo)線點(diǎn)邊長(zhǎng)應(yīng)大致相等、導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)選擇相對(duì)牢固的物體或地面上，導(dǎo)線點(diǎn)周?chē)h(huán)境需滿(mǎn)足全站儀架站要求。(4)、導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)有足夠的密度，分布均勻，確保室內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)能觀測(cè)到所有需采集的像控點(diǎn)位置。(5)、導(dǎo)線網(wǎng)宜布設(shè)為附和導(dǎo)線；如果室內(nèi)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，可以選擇支導(dǎo)線，但支導(dǎo)線不宜超過(guò)兩級(jí)。3室內(nèi)三維模型制作3.1 工作流程室內(nèi)三維建模獲取三維全景云臺(tái)采集的室內(nèi)影像數(shù)據(jù)及參數(shù)，通過(guò)攝影測(cè)量原理對(duì)獲得的影

6、像數(shù)據(jù)進(jìn)行空三測(cè)量、多視匹配、三角網(wǎng)構(gòu)建、自動(dòng)賦予紋理等步驟，最終得到三維模型，并對(duì)室內(nèi)模型進(jìn)行精細(xì)單體化建模，具體流程如下：圖2室內(nèi)建?？杖鞒虉D3.2 影像預(yù)處理影像預(yù)處理包括影像解壓縮、相片畸變差校正、圖像增強(qiáng)等工序。經(jīng)過(guò)預(yù)處理的相片對(duì)比度增強(qiáng)，更加清晰，為后續(xù)的空三加密工作提供了高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。3.3 posa據(jù)解算采用專(zhuān)業(yè)POS數(shù)據(jù)解算軟件解算全景云臺(tái)POS數(shù)據(jù)。3.4 空三測(cè)量自動(dòng)化空三加密，在自動(dòng)建模系統(tǒng)中加載測(cè)區(qū)影像，人工給定一定數(shù)量的控制點(diǎn)，軟件采用光束法區(qū)域網(wǎng)整體平差，以一張像片組成的一束光線作為一個(gè)平差單元，以中心投影的共線方程作為平差單元的基礎(chǔ)方程，通過(guò)各光線束在空間的旋

7、轉(zhuǎn)和平移，使模型之間的公共光線實(shí)現(xiàn)最佳交會(huì)，將整體區(qū)域最佳地加入到控制點(diǎn)坐標(biāo)系中，從而恢復(fù)地物間的空間位置關(guān)系。3.5 密集匹配密集匹配技術(shù)，系統(tǒng)根據(jù)高精度的影像匹配算法，自動(dòng)匹配出所有影像中的同名點(diǎn)，并從影像中抽取更多的特征點(diǎn)構(gòu)成密集點(diǎn)云，從而更精確地表達(dá)地物的細(xì)節(jié)。地物越復(fù)雜，建筑物越密集的地方，點(diǎn)密集程度越高；反之，則相對(duì)稀疏。3.6 構(gòu)建TIN網(wǎng)構(gòu)建模型的計(jì)算任務(wù)較大，為提高數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率，處理過(guò)程中，將攝區(qū)分割為N個(gè)區(qū)塊進(jìn)行處理，對(duì)每一個(gè)區(qū)塊內(nèi)模型精細(xì)構(gòu)網(wǎng)，可以快速生成TIN網(wǎng)模型。3.7 紋理貼圖由空三和影像密集匹配后建立的影像之間的三角關(guān)系構(gòu)成三角TIN后，再由三角TIN構(gòu)成白模，

8、自動(dòng)化建模軟件從影像中計(jì)算對(duì)應(yīng)的紋理，并自動(dòng)將紋理映射到對(duì)應(yīng)的TIN網(wǎng)白模上，最終形成真實(shí)三維場(chǎng)景。3.8 室內(nèi)模型輸由室內(nèi)三維模型可輸出的數(shù)據(jù)格式主要有.OSGB和QBJL模型成果所有建筑物的空間關(guān)系和紋理，均采用分層顯示技術(shù)（LOD）,分層多達(dá)20層以上，以保證任何配置的計(jì)算機(jī)均能流暢地顯示房間模型，充分詳細(xì)地表達(dá)室內(nèi)細(xì)部特征。圖3室內(nèi)模型輸出4室內(nèi)三維建模單體化室內(nèi)單體化建模通過(guò)多源數(shù)據(jù)影像手持照片影像、全景360度三維影像、LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)聯(lián)合建模，可在任意表面實(shí)現(xiàn)推入、拉出等結(jié)構(gòu)物的快速構(gòu)建，同時(shí)紋理自動(dòng)映射，并實(shí)現(xiàn)室內(nèi)三維建模成果快速生產(chǎn)。具體如下:定向圖4室內(nèi)單體化建模4.1勾

9、勒建筑物幾何模型空三成果與影像數(shù)據(jù)集成到系統(tǒng)，通過(guò)自動(dòng)檢索多角度影像，從多角度精細(xì)勾勒三維模型細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)測(cè)圖與建模同步完成，多個(gè)視口聯(lián)動(dòng)保證了平面和高程位置的高精度。圖5基于全景影像建模圖6基于LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)建模4.2紋理自動(dòng)映射通過(guò)攝影測(cè)量算法，實(shí)現(xiàn)模型貼圖自動(dòng)從影像中采集，一鍵完成模型貼圖，無(wú)需調(diào)整UV。圖7自動(dòng)紋理映射示意圖4.3人工修飾貼圖提供貼圖手工編輯功能，實(shí)現(xiàn)紋理拾取與Photoshop的聯(lián)動(dòng)，單張貼圖存在色差或者遮擋時(shí)，關(guān)聯(lián)Photoshop編輯紋理去掉色差或遮擋。貼圖利用傾斜影像和街景影像，能夠盡可能的避免公共貼圖情況。紋理真實(shí)性高，更符合實(shí)景模型要求。圖8手工修飾貼圖5

10、多元化數(shù)據(jù)進(jìn)AR平臺(tái)5.1 數(shù)據(jù)兼容AR平臺(tái)可導(dǎo)入單體化模型、場(chǎng)景MESH傾斜影像、街景影像、要素圖層等多元化數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)從室外到室內(nèi)、地上到地下一體化管理。AR-Explorer增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)5.2 單體化數(shù)據(jù)管理單體化的模型屬性掛接5.3 影像模型無(wú)縫連接單體化模型與場(chǎng)景影像無(wú)縫連接5.4 室內(nèi)外一體化管理模型室內(nèi)全景視圖5.5 室內(nèi)三維模型展示5.5.1 三維瀏覽系統(tǒng)提供多種三維場(chǎng)景漫游工具，如旋轉(zhuǎn)、拖拽、環(huán)繞漫游、約束漫游、街景漫游、自定義路徑漫游等。5.5.2 圖層管理系統(tǒng)可根據(jù)用戶(hù)需要選擇矢量圖層、三維模型圖層及標(biāo)注圖層等是否在三維場(chǎng)景中顯示。5.5.3 空間量測(cè)分析生成的實(shí)景三維

11、模型具有真實(shí)的、高精度的三維坐標(biāo)信息，系統(tǒng)平臺(tái)通過(guò)光標(biāo)點(diǎn)取，可直接量測(cè)長(zhǎng)度、高度、面積、角度等空間信息。5.5.4 三維標(biāo)注5.5.5 設(shè)備設(shè)施管理MTA-0>Btl-vHlvII*RE±-i5.5.6室內(nèi)精細(xì)模型室內(nèi)導(dǎo)航三維立體感強(qiáng)，其具有重建的室內(nèi)實(shí)景三維模型具有高度的真實(shí)性,極好的導(dǎo)航效果和室內(nèi)定位能力。5.5.7應(yīng)急調(diào)度極好的導(dǎo)航效果和室內(nèi)定位能力，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急調(diào)度重建的室內(nèi)實(shí)景三維模型具有高度的真實(shí)性，三維立體感強(qiáng)，其具有6成果案例6.1 室內(nèi)機(jī)械成果項(xiàng)目介紹：航空傾斜室外數(shù)據(jù)2.5平方千米，全景相機(jī)室內(nèi)數(shù)據(jù)300平方米以及rtk跑30米數(shù)據(jù)解決客戶(hù)需求：三種數(shù)據(jù)融合在一個(gè)坐標(biāo)，室內(nèi)場(chǎng)景機(jī)械可以做到點(diǎn)選單體化模型以及查看屬性圖9手工修飾建模圖11全景影像和mesh無(wú)縫瀏覽6.2 會(huì)展中心成果項(xiàng)目介紹：國(guó)際會(huì)議中心項(xiàng)目占地4.3公頃，