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無人機(jī)自述| “我”家族成員你都認(rèn)識(shí)了嗎?

發(fā)布日期:2018-06-17??來源:飛馬機(jī)器人??作者:飛馬機(jī)器人我要投稿我要評(píng)論

  6月14日,飛馬機(jī)器人“無人機(jī)管家”全新升級(jí)上線,此次升級(jí)主要增加了LiDAR數(shù)據(jù)預(yù)處理軟件“智激光”模塊;同時(shí)升級(jí)了“無人機(jī)管家-測(cè)量版”功能,在原有的GPS解算、控制點(diǎn)量測(cè)及空三功能的基礎(chǔ)上增加了TDOM、DSM成果,使其功能及成果更為豐富;同時(shí)此次升級(jí)將面向原版本用戶免費(fèi)升級(jí),用戶可直接更新嘗鮮。

  無人機(jī)管家是由飛馬機(jī)器人自主研發(fā)的一款集無人機(jī)數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)展示管理、無人機(jī)維護(hù)保養(yǎng)為一體的一站式智能GIS系統(tǒng);自2016年3月首次發(fā)布以來已經(jīng)先后完成3次迭代,隨著飛馬機(jī)器人無人機(jī)產(chǎn)品線的豐富,“無人機(jī)管家”也將繼續(xù)更新迭代,致力于為用戶打造軟硬件一體化的空間數(shù)據(jù)解決方案。

  此次升級(jí)的主要功能介紹:

  一、真正射影像制作

  1、背景

  隨著測(cè)繪技術(shù)發(fā)展的日新月異,傳統(tǒng)正射影像(DOM)產(chǎn)品的諸多缺陷逐漸暴露出來,國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的深度發(fā)展,對(duì)高精度大比例尺地圖質(zhì)量的需求越來越高,真正射影像(TDOM)的需求量逐年增加,已經(jīng)成為攝影測(cè)量的一個(gè)新的重要應(yīng)用領(lǐng)域。真正射影像的制作是在高精度數(shù)字表面模型(DSM)的基礎(chǔ)上,對(duì)原始采集到的影像經(jīng)過幾何糾正、遮擋檢測(cè)與補(bǔ)償、色彩均衡、影像融合拼接等處理步驟,最終制作出的影像產(chǎn)品。從直觀上來看,與傳統(tǒng)正射影像相比,真正射影像不僅對(duì)地形進(jìn)行了幾何糾正,同時(shí)對(duì)諸如建筑物等地表人工構(gòu)筑物也進(jìn)行了拉正處理,保持了從上至下垂視角度的地表景觀,進(jìn)而解決了大比例尺城區(qū)正射影像拼接困難以及拼接后影像接邊區(qū)域不自然、高大建筑物傾倒對(duì)其他地表信息遮擋以及高架橋錯(cuò)位等問題,并能快速的生成地表三維模型、城市三維景觀等產(chǎn)品,因此,真正射影像在城市空間信息領(lǐng)域的前景非常廣闊。

  2、制作工藝

  真正射影像制作大體可以分為三個(gè)模塊:高精度3D點(diǎn)云計(jì)算、高精度DSM制作、高精度TDOM制作。

  2.1、高精度3D點(diǎn)云計(jì)算

  針對(duì)高精度3D點(diǎn)云計(jì)算模塊,無人機(jī)管家使用的是改進(jìn)半全局密集匹配(SGM)算法,改進(jìn)后的算法不僅極大地提高了算法的內(nèi)存消耗與冗余計(jì)算,而且執(zhí)行效率也得到了大幅提高,改進(jìn)SGM算法生成的高精度視差圖,經(jīng)過多視平差解算以及魯棒的點(diǎn)云噪聲濾除處理后得到的高精度3D點(diǎn)云,可以充分滿足實(shí)際工程應(yīng)用需求。

3D點(diǎn)云(渲染)

3D點(diǎn)云(彩色)

  2.2、高精度DSM制作

  作為高精度TDOM制作的必要數(shù)據(jù),高精度DSM的好壞直接影響TDOM的質(zhì)量。為了滿足行業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的需求,在高精度DSM制作模塊,無人機(jī)管家使用了一套全新的DSM內(nèi)插與后處理方法,在點(diǎn)云抗噪、建筑物邊緣缺失自動(dòng)補(bǔ)償和算法高效性等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。

DSM(局部)

DSM(局部)

DSM(局部)

  2.3 高精度TDOM制作

  無人機(jī)管家內(nèi)含的TDOM制作軟件模塊,給出了一個(gè)較為新穎的處理策略與較為先進(jìn)的紋理補(bǔ)償方法。該方法充分考慮了影像地物對(duì)象特征信息、影像空間分布的拓?fù)湫畔?、DSM的邊緣幾何信息等多種信息,有效解決了高分辨率城區(qū)建筑物傾倒、扭曲、錯(cuò)位以及圖像之間色彩不均衡問題,可以實(shí)現(xiàn)大重疊度影像的高精度真正射處理。算法生成的TDOM圖具有幾何精度較高、紋理色彩自然,地物對(duì)象完整等特點(diǎn)。與此同時(shí),算法的穩(wěn)定性與運(yùn)行效率也很理想。

TDOM(局部)

TDOM(局部)

  3、案例分析

  測(cè)區(qū)描述:城區(qū)

  像幅大?。?0004000

  相機(jī)焦距:20mm

  影像數(shù)目:640

  磁盤占用:37.6GB

  硬件環(huán)境:CPU:Intel(R)Core(TM)i7-6850X;主頻:3.00GHz;核心數(shù):20;顯卡:NVIDIAGeForce GTX 1080Ti

  處理時(shí)間:約5小時(shí)

測(cè)區(qū)DSM

測(cè)區(qū)TDOM

測(cè)區(qū)TDOM(局部)

測(cè)區(qū)TDOM(局部)

測(cè)區(qū)TDOM(局部)

  二、智激光

  智激光是由飛馬機(jī)器人自主研發(fā)的LIDAR數(shù)據(jù)預(yù)處理軟件,該軟件集工程管理、三維場(chǎng)景瀏覽操作、點(diǎn)云渲染、激光數(shù)據(jù)解算、系統(tǒng)檢校、航帶平差、數(shù)據(jù)去噪、分類處理與一體,可以為用戶提供從原始數(shù)據(jù)解算到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸出的數(shù)據(jù)處理解決方案。

  1、技術(shù)特點(diǎn)

  ※ 具備海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)快速索引、LOD創(chuàng)建功能。

  ※具備高精度、自動(dòng)化的數(shù)據(jù)解算、系統(tǒng)檢校、航帶平差、去噪、分類算法。

  ※基于多線程、多核并行技術(shù),加速數(shù)據(jù)處理速度。

  2、主要功能

  ※工程管理,支持新建、編輯、關(guān)閉、保存工程,以及打開、導(dǎo)入、導(dǎo)出數(shù)據(jù)。

  ※多模式渲染,支持TIN、高程、強(qiáng)度、分類、紋理、回波、指定顏色、航帶渲染。

TIN渲染

高程渲染

強(qiáng)度渲染

回波渲染

航帶渲染

  ※多視圖切換,支持剖面圖、頂視圖、前視圖、后視圖、左視圖、右視圖,2D、3D視圖切換。

剖面圖

頂視圖

側(cè)視圖

  ※豐富的測(cè)量功能,支持距離測(cè)量、面積測(cè)量、角度測(cè)量、三角測(cè)量、點(diǎn)云密度測(cè)量。

長(zhǎng)度測(cè)量

三角測(cè)量

點(diǎn)云密度測(cè)量

  ※全面的瀏覽操作功能,支持平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、全圖、點(diǎn)選、框選、裁切等操作。

點(diǎn)選

選中

裁切

  ※支持點(diǎn)云解算、設(shè)備檢校、航帶平差、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換等功能。

點(diǎn)云解算

航帶平差

坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換

  ※支持點(diǎn)云去噪、分類、DOM融合賦色功能。

去噪前

去噪后

  3、軟件優(yōu)勢(shì)

  ※工程化的數(shù)據(jù)組織與管理,方便用戶快速操作。

  ※支持激光原始數(shù)據(jù)、IMU、GPS軌跡數(shù)據(jù)的融合解算。

  ※海量點(diǎn)云實(shí)時(shí)快速渲染展示,最大支持單文件50G,多文件可達(dá)TB級(jí)

  ※支持剖面視圖功能,方面用戶對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行檢核;

  ※具備設(shè)備檢校、航帶平差功能,提高數(shù)據(jù)的精度和準(zhǔn)確度以及整體效果。

  ※支持標(biāo)準(zhǔn)LAS數(shù)據(jù)成果輸出,方便用戶不同系統(tǒng)對(duì)接。

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