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新應用!無人機傾斜攝影三維建模技術在虛擬現實中的應用

時間:2020-03-17 14:17:33
針對於虛擬現實平臺中構建三維場景的費時費力問題,基於無人機傾斜攝影三維建模 技術 構建三維模型,利用 3DS Max 建模軟件進行模型優化,並結合 Unity 3D 引擎構建並完成了虛擬校園平臺的開發。
 
應用系統設計流程 

本案例將無人機傾斜攝影建模技術應用於在虛擬現實中,其應用系統設計流程如圖 1 所示。具體步驟爲:

無人機傾斜攝影技術流程

①通過無人機航拍採集傾斜影像,檢查相鄰航帶側視影像飛行方向是否一致,確定圖像放置位置和攝像機參數設置,確定無誤後便可以進行空中三角測量。
 
②在確認影像數據正確後,進行空中三角測量。根據少量的野外控制點,進行控制點加密,獲得精確外方位元素,並通過多視影像密集匹配尋找連接點,構建三維 TIN 網格。對於數據較大區塊,需要進行數據分塊處理,本次實驗選擇自適應切塊,可以快速的自適應計算機 RAM 使用量,根據當前計算機的性能給出一個參考範圍,在範圍內設置目標 RAM 使用量值來順利進行三維重建。
 
③根據三維 TIN 網格每個三角形瓦片的法線方程與二維圖像之間的夾角篩選出對應的最優紋理信息,完成自動紋理映射;
 
④ 輸出並獲得 OBJ 格式三維場景模型,並導入 3DS  Max 中進行場景優化。將其轉爲可編輯多邊形,便可進行懸浮物刪除,模型裁剪、變形修改等操作,然後在 UVW 展開界面修改映射錯誤的紋理。
 
⑤將優化好的模型導出 OBJ 格式至 Unity  3D 引擎,通過C#語言寫動態交互功能腳本,實現場景的實時驅動、用戶界面和場景漫遊等功能,完成該虛擬漫遊系統。
 
系統展示 
 
校園漫遊模型

校園三維模型

本案例結合虛擬現實技術和無人機傾斜攝影三維建模技術設計並實現了校園虛擬漫遊系統。利用傾斜攝影技術以及強大的圖像幾何運算軟件(Smart 3D Capture)來生產城市三維模型方法的可行性,快速構建三維場景,並應用 3DS Max 建模軟件進行場景優化,最後導入 Unity 3D 引擎實現虛擬漫遊的技術路線和實施方案,實現了三維交互式校園佈局展示功能。該系統開發基本達到預期目的,實現了碰撞檢測、虛擬漫遊等功能,該系統的研究和實現對後續虛擬城市項目建設具有重要的現實意義。