多視角航空照相機系統(tǒng)

1、多視角航空照相機系統(tǒng)發(fā)布日期：2013-12-4【技術(shù)開發(fā)單位】中國科學院上海技術(shù)物理研究所【技術(shù)簡介】隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和信息技術(shù)的突破，智慧城市正越來越從一個概念發(fā)展成為一個巨大的產(chǎn)業(yè)。其中一個重要的內(nèi)容就城市三維信息的獲取和數(shù)字模型的建立。傳統(tǒng)的方法進行城市的三維建模，一般是采用單一垂直方向的影像，生成DOM，再利用人工地面采集建筑物紋理，手動貼圖的方式，項目周期長、工作量繁重、項目成本高，難以大面積推廣。多視角航空攝影測量技術(shù)，是近幾年來國內(nèi)外航空遙感領(lǐng)域的新興技術(shù)。它在一個飛機上同時采用一個垂直和四個傾斜方向的多視角高分辨率相機，對地面目標同時進行測量，通過后期對數(shù)據(jù)的全自動處理，可

2、直接生成地面目標的三維模型。據(jù)測算，采用此項技術(shù)可以縮短項目周期70%左右，降低成本50%以上，從而將釋放我國廣大城市對三維建模的巨大需求！相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品還可應用于三維景觀、導航、應急救災、安防等領(lǐng)域。本項目研發(fā)適用于通用航空遙感飛機及適用于輕小型飛機、無人機的多尺度多視角航空照相機系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了五臺高分辨率可見光航空照相機、位置測量與慣性導航系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、及相應的電控系統(tǒng)。位置測量與慣性導航系統(tǒng)在飛行過程中實時記錄飛機的位置和姿態(tài)，這些數(shù)據(jù)可用于后期數(shù)據(jù)處理和圖像拼接；飛行控制系統(tǒng)用于飛行軌跡的自動控制，在指定位置發(fā)出觸發(fā)脈沖，控制相機同步拍照；高分辨率相機與姿態(tài)測量元件保持剛性連

3、接；電控系統(tǒng)用于提供電源和同步數(shù)據(jù)采集及控制。數(shù)據(jù)獲取后，經(jīng)過軟件處理，可生成DEM、DOM、三維模型等數(shù)據(jù)產(chǎn)品。利用空中三角測量或者POS系統(tǒng)獲取影像外方位元素，通過序列影像的直線同名匹配,修正建筑物的幾何模型使得建筑物幾何模型與影像中建筑物輪廓準確吻合,從而建立物方和像方坐標的對應關(guān)系；獲取建筑物最佳視角的紋理影像，計算傾斜和垂直影像的紋理坐標,完成建筑物的紋理重建與自動貼合。在三維模型建立的基礎(chǔ)上，可對地物真實情況及建筑物紋理結(jié)構(gòu)信息進行修正和改善。在傾斜和垂直影像中,由于透視變換使得建筑物墻面紋理均有一定程度的變形和失真,以及建筑物相互遮擋問題，對建筑物墻面紋理進行幾何糾正,并建立紋理

4、基元用于替換建筑物被遮擋區(qū)域的紋理，采用影像復原和增強等技術(shù)手段提高紋理質(zhì)量，增加紋理真實清晰程度。通過本項目的研發(fā)，將建立多視角航空攝影測量技術(shù)多尺度、全流程的系統(tǒng)，從而為數(shù)字城市三維建模提供一種自動化、快速、低成本的解決方案?！炯夹g(shù)特點】目前，國內(nèi)外主流多視角航空攝影測量設(shè)備，主要可分為兩類。一類是采用非專業(yè)航空攝影測量相機的設(shè)備。此類設(shè)備相機幅面較小，所制作的三維模型精度較差。國外代表系統(tǒng)有荷蘭Track Air公司的MIDAS相機、美國Pictometry公司相機以及德國IGI公司DiMAC相機；國內(nèi)代表系統(tǒng)有中國測繪科學院劉先林院士研發(fā)的SWDC-5相機。另一類是采用專業(yè)航空攝影測量

5、相機的設(shè)備。此類設(shè)備相機幅面大，可用于高精度的城市三維建模，代表系統(tǒng)有美國Trimble公司AOS相機、Leica公司RCD30-Oblique相機。此類相機售價高昂，一般用戶難以承受。數(shù)據(jù)處理軟件方面，具有代表性的是法國的Street Factory。Street Factory是一款具有自動三維建模功能的軟件，可無需人工干預，自動生成城市三維模型。目前，尚無同類國產(chǎn)軟件?！炯夹g(shù)指標】多視角航空攝影測量系統(tǒng)的主要技術(shù)指標如下：利用該系統(tǒng)可滿足0.1m地面分辨率的數(shù)字城市三維模型制作生產(chǎn)正射影像、傾斜影像瀏覽、城市三維模型等數(shù)據(jù)產(chǎn)品相應數(shù)據(jù)產(chǎn)品后處理速度達到每平方公里0.5小時；系統(tǒng)參數(shù)：1、

6、通用航空遙感飛機:1臺垂直相機+4臺傾斜相機傾斜相機光軸夾角：4245單視場像素：10320 X 7752（80MP）相元尺寸：5.2um像元分辨率：0.1m1km，0.05m500m快門速度：1/30s1/1600s兼容IMU：Applanix TYPE-21、TYPE-31、TYPE-14兼容穩(wěn)定平臺：PAV30、PAV80、GSM3000、Z/I Mount2、輕小型飛機、無人機:1臺垂直相機+4臺傾斜相機傾斜相機光軸夾角：4245單視場像素：60004000（24MP）飛行高度：100m500m【技術(shù)水平】國內(nèi)領(lǐng)先【可應用領(lǐng)域和范圍】智慧城市、三維景觀、應急救災?！緦＠麪顟B(tài)】已取得專利1項【技術(shù)狀態(tài)】小批量生產(chǎn)階段【合作方式】風險投資、產(chǎn)品銷售【投入需求】200萬元【轉(zhuǎn)化周期】1年【預期效益】產(chǎn)品完成研發(fā)后將服務社會，大力推動我國智慧城市建設(shè)，為改善民生、