[发明专利]一种基于无人机航拍的三维数字沙盘引擎技术及装置

权利要求书

1.一种基于无人机航拍的三维数字沙盘引擎技术，其特征在于：包括以下步骤：

S1、沙盘区域航线规划：根据沙盘区域实际地图，进行航线规划，设定飞行高度、速度、拍摄间隔等参数设计规划无人机航线；

S2、无人机航测采集：根据规划航线，无人机自动航测作业采集数据，包括拍摄点多角度拍摄照片，记录各拍摄点照片数据信息以及对应的地理坐标数据，包括经纬度、高度、海拔、飞行方向等，地理坐标数据和照片保持对应；

S3、数据处理生成沙盘模型：对无人机采集的地理坐标数据进行处理，利用模型生成软件，运用数据集群对空中三角测量数据计算处理，进行模型生产，自动生成三维数据沙盘模型；

S4、单体化模型修复贴图：对三维数字沙盘进行模型细化处理，对建筑物和水面、道路、树木进行编辑单体化修复处理以及纹理贴图；

S5、数字沙盘可视化展示：对生成的三维数字沙盘数据基于自主研发的沙盘引擎上展示呈现。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的三维数字沙盘引擎技术及装置，其特征在于：所述步骤S1中沙盘区域航线规划基于Dijkstra算法进行最优搜索，形成最优路径航路点序列，最终生成水平整体最优航路。

3.根据权利要求2所述的一种基于无人机航拍的三维数字沙盘引擎技术，其特征在于：所述步骤S2无人机航测采集中的每条行带至少从3个不同的视角进行拍摄，相邻相片之间的重叠度通常要求大于三分之二，不同拍摄视角之间夹角应该少于15度，航向重叠要求80％重叠度，旁向重叠要求50％重叠度。

4.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的三维数字沙盘引擎技术，其特征在于：所述步骤S2无人机航测采集的过程中实时将数据上传至云端进行备份和查看，对不合格数据或者缺失数据所在航带进行补飞。

5.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的三维数字沙盘引擎技术，其特征在于：所述步骤S3数据处理生成沙盘模型后进行轻量化处理，对模型中的无效和冗余参数进行简化，压缩模型大小。

6.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的三维数字沙盘引擎技术，其特征在于：所述步骤S3数据处理生成沙盘模型的具体过程如下：

S31、对航测采集到的数据进行预处理，将影像数据、POS数据、基站数据进行集成和同步处理；

S32、进行地理坐标数据的空中三角测量；

S33、利用解算的外方位元素恢复出各像片摄影瞬间的空中姿态，运用计算机视觉技术进行三维信息提取；

S34、对三维点云数据进行修补优化，再进行三角剖分，并对三角面进行纹理映射；

S35、将构建并映射上纹理的实景模型数据，以多细节层次技术进行数据分块、模型三角面多分辨率简化分级处理；

S36、将三维场景的数据与地理信息系统数据进行融合。

7.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的三维数字沙盘引擎技术，其特征在于：所述步骤S4单体化模型修复贴图中采用动态单体化方法，并联网基于大数据搜索的方式，全网搜索相似度最高的单体化模型进行对比修复。

8.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的三维数字沙盘装置，其特征在于：所述三维数字沙盘装置包括主机(10)、无人机航测模块(20)、数据处理模块(40)、模型修复模块(50)、全息投影模块(60)、存储服务器(90)、播放服务器(70)和虚实交互模块(80)，所述存储服务器(90)连接有云服务器(30)。

9.根据权利要求8所述的一种基于无人机航拍的三维数字沙盘装置，其特征在于：所述虚实交互模块(80)包括交互指套(1)和3D摄像捕捉单元，所述交互指套(1)背面安装有激光射灯(2)，所述交互指套(1)前端安装有高亮捕捉灯(3)，所述交互指套(1)内开凿有指槽，所述指槽顶端安装有压感反馈面板(6)，所述指槽内固定连接有弹性包裹橡胶套(5)，所述交互指套(1)外端侧壁上开凿有多个开关槽，所述开关槽内安装有触摸感应开关(4)。

10.根据权利要求9所述的一种基于无人机航拍的三维数字沙盘装置，其特征在于：所述交互指套(1)内安装有自带电源的控制芯片(7)，所述控制芯片(7)上安装有无线连接模块，且无线连接模块与主机(10)连接，所述触摸感应开关(4)和压感反馈面板(6)与控制芯片连接。