基于无人机倾斜影像的三维模型纹理映射方法研究

论文摘要

基于倾斜影像的三维重建是计算机视觉和摄影测量学新兴的研究热点,倾斜摄影三维建模具有建模成本低、效率高、纹理模型数据获取一体化等优点。随着低空无人机的发展,现已发展为主流的城市三维建模方法。其中,纹理映射作为倾斜影像三维建模的一个重要组成,能够加强模型的可读性,决定着模型细节表达。由于无人机倾斜影像存在影像角度大、影像重叠度高、影像存在遮挡等问题,使得基于无人机倾斜影像的纹理映射具有一些尚待解决的问题。一方面,在纹理映射中由倾斜影像构建的三维网格存在构网效果不好,网格结构失真,产生的网格不能适合纹理投影等问题。另一方面倾斜影像投影到模型上的纹理也存在纹理割裂、纹理真实感不足的问题。针对上述两方面的问题,本文从三维网格的构建和模型纹理的优化两方面进行研究。针对构网效果不好、网格结构失真等问题,本文提出了基于图割方法的三维构网方法,来为纹理映射提供合适的三维模型。针对投影到模型上的纹理需要优化的问题,本文提出了基于置信传播的纹理优选方法以及基于颜色值纹理颜色匀光方法,提高了模型的纹理映射效果,加强模型的可读性和细节表达。本文的创新点如下:(1)针对纹理映射中存在的倾斜影像产生的三维网格不适合纹理映射的问题,本文提出了基于图割的三维构网方法,来提高三维网格的质量,进而提高最终模型的效果。(2)针对纹理三角形选取存在的影像质量不高、色差大等问题,本文提出相应的基于距离的纹理遮挡检测方法与基于置信传播的最优化选择方法,使得影像符合地物原始形态、纹理分布相对一致。(3)根据纹理颜色分布的基本特点,采用基于颜色插值的方法对纹理进行全局匀光,使得纹理在全局上趋向一致。然后,针对纹理间的缝隙,采用基于泊松融合的方法进行局部匀光,消除可见的纹理边界。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 论文研究背景与研究意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 倾斜摄影技术的研究现状
•     1.2.2 倾斜摄影测量三维重建的研究现状
•     1.2.3 基于无人机倾斜影像的纹理映射的研究现状
•   1.3 本文的研究内容
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 技术路线
•   1.4 论文组织结构
• 第2章 无人机倾斜影像三维重建概述
•   2.1 引言
•   2.2 双目立体视觉主要原理
•   2.3 三维纹理映射流程
•   2.4 空中三角测量的原理
•   2.5 密集点云生成
•   2.6 小结
• 第3章 纹理映射三维密集点云构网
•   3.1 引言
•   3.2 经典的构网方法
•     3.2.1 BPA算法
•     3.2.2 泊松算法
•   3.3 基于图割算法的构网原理
•     3.3.1 图割构网的基本组成
•     3.3.2 图割法三维重建能量方程构建
•   3.4 小结
• 第4章 基于无人机倾斜影像的自动纹理映射方法
•   4.1 引言
•   4.2 纹理映射
•     4.2.1 基于深度值的遮挡检测
•     4.2.2 基于置信传播理论的纹理选择
•   4.3 基于颜色值差异的全局匀光
•     4.3.1 基于颜色值差异全局匀光的原理
•     4.3.2 基于颜色值差异的全局匀光具体实现
•   4.4 基于泊松图像编辑的局部匀光
•     4.4.1 泊松编辑原理
•     4.4.2 基于泊松图像编辑的局部匀光流程
•   4.5 基于空间差值的纹理排列
•   4.6 小结
• 第5章 实验分析
•   5.1 引言
•   5.2 实验数据获取
•   5.3 实验数据简介
•   5.4 数据预处理
•   5.5 三维表面重建实验
•     5.5.1 本文方法改进前后对比
•     5.5.2 本文方法与其他方法对比
•     5.5.3 本文方法场景适应性
•   5.6 纹理映射实验
•     5.6.1 影像颜色预处理实验
•     5.6.2 基于距离值的遮挡检测实验
•     5.6.3 最优化影像选择实验
•     5.6.4 基于颜色值得纹理优化
•     5.6.5 本文纹理映射与其他方法对比
•     5.6.6 纹理数据压缩实验
•   5.7 目标全局视图生成
•   5.8 小结
• 第6章 总结与展望
•   6.1 总结
•   6.2 展望
• 参考文献
• 后记
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王晓坤

导师: 马东岭,郭丙轩

关键词: 倾斜影像,三维重建,纹理映射,纹理优化

来源: 山东建筑大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 自然地理学和测绘学,计算机软件及计算机应用

单位: 山东建筑大学

分类号: TP391.41;P231

总页数: 75

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