[发明专利]一种单相机倾斜摄影三维建模系统

说明书

本发明涉及测绘技术领域，特别涉及一种单相机倾斜摄影三维建模系统，其包括无人机和地面站，所述无人机包括单相机采集模块、姿态位置信息模块、飞控执行模块；所述地面站包括飞控控制模块、三维数据分析处理模块、真三维数据库模块。本发明通过在无人机上设置单相机采集模块、飞控执行模块和在地面站设置飞控控制模块、三维数据分析处理模块、真三维数据库模块，并对航拍路径进行了专门的优化，仅通过单相机就可以进行多角度航片的数据采集并三维重建；克服了现有的三维模型建模工具不能很好的针对无人机低空航拍数据(像幅小，姿态不稳定，数据量大)进行处理，且处理过程中有手工干预的成分，影像数据处理效率的问题。

技术领域

本发明涉及测绘技术领域，特别涉及一种单相机倾斜摄影三维建模系统。

背景技术

无人机系统按重量分类可分为微型、轻型、小型、大型等四类，按动力来源方式可分为油动和电动两类，按飞行方式可分为旋翼机、固定翼、扑翼机等三类。本方法所涉及的微型无人机，指重量不大于5kg的固定翼电动无人机，机身材质以EPO(发泡聚乙烯、苯乙烯混合物)及碳纤为主，通过地面站及飞控系统进行航线规划，并在空中以一定重叠度进行正射及倾斜摄影方式进行图像采集的无人机。

中国专利申请号：201310404384.9名称为轻小型无人机机载多视立体航空遥感装置和系统，包括：无人机；设置于无人机上的固定架，固定架上设置有第一相机、第二相机和第三相机；第一相机、第二相机和第三相机的长边均垂直于飞行方向设置；第一相机和第三相机倾斜于水平面45°设置，第二相机垂直于摄影方向设置。通过这种结构布局，本发明能够采集到全方位的影像资料，更适用于无人机飞行平台使用。

中国专利申请号：201410327662.X，名称为：基于城市建筑三维模型的自动分体提取方法，其技术特点是包括以下步骤：利用现有基于倾斜摄影测量的自动三维建模的建模成果，统一化为osgb格式；将转换后的osgb数据解析为几何信息与纹理信息，同时解析出几何信息与纹理信息的对应关系；通过高度判别法实现对建筑单体模型的自动提取功能；通过光谱判别法，实现对植被模型的自动提取功能；将自动提取出的建筑单体模型进行单体信息展示，对自动提取出的植被模型进行展示。

现有的无人机倾斜摄影系统由于搭载了多相机，使得无人机的载荷大幅增加，限制了无人机作业的轻便性与灵活性，同时降低了无人机的续航时间和作业效率。现有的三维模型建模工具主要针对大型航空相机所获取的数据进行建筑单体自动提取及植被模型自动提取，而并不能很好的针对无人机低空航拍数据(像幅小，姿态不稳定，数据量大)进行处理，且处理过程中有手工干预的成分，影像了数据处理效率。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种单相机倾斜摄影三维建模系统及方法。

一种单相机倾斜摄影三维建模系统，包括无人机和地面站，所述无人机包括单相机采集模块、姿态位置信息模块、飞控执行模块；所述地面站包括飞控控制模块、三维数据分析处理模块、真三维数据库模块；其中

所述单相机采集模块与所述姿态位置信息模块连接，用于采集图像信号并记录姿态和位置信息，再将图像信号与姿态位置信息发送至地面站；

所述姿态位置信息模块与地面站无线连接，用于确定无人机的位置信息和飞行姿态，并根据位置信息和飞行姿态与预设航线进行判断是否到达预定位置，若是则控制单相机采集模块采集图像信号；

所述飞控执行模块与地面站飞控控制模块无线连接，用于接受飞控控制模块的飞控指令并根据飞控指令控制无人机按照预设航线飞行；

所述飞控控制模块用于输入飞行路线和向飞控执行模块发出飞控指令；

所述三维数据分析处理模块，用于接收图像信号，并进行分析处理得到三维数据；