[发明专利]基于机载采集设备的高精度三维建图与建模系统

摘要

本发明涉及一种基于机载采集设备的高精度三维建图与建模系统。本发明基于无人机和深度采集设备进行室内扫描获取数据，通过无人机和其上搭载的RGBD相机、预处理设备与通信模块，采集图像与深度数据并回传至计算设备，计算设备使用并行计算方式实时构建三维模型与三维地图。更进一步地，本发明通过算法进行后期处理，对模型和地图进行优化。本发明相比现有技术有以下优点：1)可远程控制无人机在复杂环境下进行建图；2)可实时三维建模和建图，并且可进行后期处理，建图与模型精度高；3)通信占用带宽小。

主权项

1.一种基于机载采集设备的高精度三维建图与建模系统，其特征在于，包括：搭载有深度数据获取设备、图像数据获取设备、预处理设备及通信设备的无人机，其中：深度数据获取设备及图像数据获取设备分别同步采集可见范围内物体带有标定信息的深度数据及图像数据；预处理设备，用于获取深度数据及图像数据标定信息后，使用标定信息校正深度数据及图像数据，随后对校正后的深度数据及图像数据进行配准；通信设备，用于将配准后的深度数据及图像数据发送给计算设备；计算设备接收到无人机发送过来的深度数据及图像数据后分别通过建图模块及建模模块实时构建三维模型与三维地图，其中：建图模块根据已配准的深度数据和图像数据，将深度数据中的每个数据点赋予图像数据上对应的颜色，形成三维空间中的彩色点云结构，提取彩色点云结构的结构特征，将从当前数据帧中提取的结构特征与从上一数据帧中提取的结构特征相匹配，通过匹配的结构特征点使用位姿解算方法计算当前数据帧与上一数据帧之间的位姿变换，通过位姿将当前数据帧的彩色点云结构与上一数据帧的彩色点云结构对齐拼接生成建图部分的结果点云；建模模块根据建图模块生成的结果点云形成体素，体素为空间立方体的最小单位，利用体素重建三维表面，将三维表面叠加建立三维网格模型，并根据体素对应颜色进行白平衡归一化生成彩色贴图，最终建立彩色三维模型。