基于单影像视觉的建筑物三维重建

研究了以航空遥感影像为基础的单影像建筑物三维重建的方法.由于航空遥感影像近似竖直摄影的特性,倾斜角非常小,几乎接近于零,而且内方位元素已知.本文的方法是在没有地面控制点的情况下,通过自动或者人工获取的建筑物角点的像平面坐标,利用内方位元素和地面建筑物的长度等相对控制条件,直接用共线方程和平行线条件,在局部坐标系中同时求解影像的外方位元素与建筑物的宽度和高度.从而获得建筑物的外形轮廓并实现建筑物的三维重建.实验证明,从单影像上提取和重建建筑物,在没有该地区的立体影像时,或者没有地面控制的情况下,对于无遮挡的、呈规则几何形状的建筑物是一种比较简单实用的三维重建途径.     

单幅航空影像建筑物三维建模研究

简述了“以共线方程为基础的最小二乘法平差模型”实现单像的房屋三维重建的新方法.在单幅影像中,首先将平行线分成分别平行于X、Y、Z坐标轴线的“三组”平行线,然后利用间接平差,求得它们的灭点X∞、Y∞、Z∞;进而求取影像的内方位元素x0、y0、f与三个角元素φ、ω、κ，并在假定房屋长度为L基础上,同时解求影像的摄站坐标XS、YS、ZS与房屋的宽度W、高度H,从而实现房屋的三维重建，文章的结尾介绍了作者根据该原理利用OpenGL开发三维重建应用系统的主要经过,以及作者在开发过程中遇到问题的解决方法；这些方法可能会对其他相关开发者的工作提供有益的信息。     

单幅航空影像建筑物三维建模研究

简述了"以共线方程为基础的最小二乘法平差模型"实现单像的房屋三维重建的新方法.在单幅影像中,首先将平行线分成分别平行于X、Y、Z坐标轴线的"三组"平行线,然后利用间接平差,求得它们的灭点X∞、Y∞、Z∞;进而求取影像的内方位元素x0、y0、f与三个角元素φ、ω、κ.并在假定房屋长度为L基础上,同时解求影像的摄站坐标XS、YS、ZS与房屋的宽度W、高度H,从而实现房屋的三维重建.文章的结尾介绍了作者根据该原理利用OpenGL开发三维重建应用系统的主要经过,以及作者在开发过程中遇到问题的解决方法;这些方法可能会对其他相关开发者的工作提供有益的信息.     

数码城市的街道立面自动三维重建

如何快速实现街道景观的三维可视化对于城市三维建模而言具有重大意义.针对以往立面三维重建依赖于矢量图或者空间三维点云辅助并且自动化程度不高等问题,提出通过直线匹配、基于灭点解算方位元素、大倾角影像自动纠正、拼接、立面凹凸边界自动识别的自动三维重建方法,本重建方法以线、面特征为基元且不依赖于矢量图或者空间三维点云辅助.通过实验验证了本方法重建出的三维模型正确、简洁、高效,应可满足数码城市中三维街景快速可视化的需要.     

基于灭点理论的普通数码相机标定方法

非量测摄影机要应用于较高精度的物体测量,就必须对摄影机进行检校(标定)。而对于较高分辨率的普通数码相机的标定任务是测定内方位元素及物镜畸变系数。因此,在摄影测量的作业过程中,有必要对近景摄影机进行检校,对数码相机的标定是一项必不可少的作业过程。本文针对这一问题,提出了基于灭点理论的普通数码相机标定方法。根据所摄得的影像,运用该标定方法进行实验,测得数码相机的内方位元素及物镜畸变系数。实验结果表明,数码相机的内方位元素及物镜畸变系数的精度均已达到设计的要求,满足近景摄影测量对普通数码相机的要求,故被标定的相机可用于近景摄影测量。     

卫星影像定位方位元素相关性影响仿真

以地心直角系下航天遥感影像严密定位模型为基础,运用模拟和仿真的手段,研究在不同成像条件下,遥感影像外方位元素存在误差时,导致的定位误差经修正其相关性元素进行补偿后残差存在的规律,并通过图形表示出来.该方法为不同条件下遥感影像的纠正、定位、区域网平差、方位元素相关性和去相关性研究提供一种新的误差定量分析工具,通过仿真得出的方位元素相关性补偿残差分布图,能为这些研究提供直观的理论指导.     

MBI多特征结合GIS缓冲区的高分影像建筑物变化信息检测

为准确地从高分辨率遥感影像中提取建筑物及其变化信息,基于对建筑物先进行提取再变化检测的思想,在采用改进的分水岭算法进行影像分割基础上,结合形态学建筑物指数(MBI)的多特征支持向量机建筑物提取方法,将GIS缓冲区引入建筑物变化检测.针对配准误差、提取误差和建筑物位移现象引起的误差,构建引入缓冲区的建筑物变化检测流程.以0.2m分辨率航空遥感影像为例,对建筑物变化进行了检测试验,结果表明本文的建筑物变化检测流程能够有效提高建筑物变化检测的准确性.     

利用地面控制点进行卫星摄影 三线阵CCD相机的动态检测

卫星发射及在轨飞行中,环境变化会影响三线阵CCD相机的内方位元素。实际上使相机成为不符合 摄影测量定义的相机,导致由经典摄影测量原理推导的有关公式应用受到影响。因此,将变化了的内方位元素 规范为正视相机的x坐标为零的内方位元素系统,而此系统的其他参数则作为EFP法反解内方位元素的待求 参数,并给出了计算数学模型及模拟计算结果。     

基于均匀特征匹配的无人机影像拼接

通过特征匹配的方法进行无人机影像拼接,不需要地面控制点坐标和内外方位元素.基于SIFT算法进行特征匹配,对于匹配中容易出现的误匹配点,通过合理控制算法中的阈值大小并采用唯一性约束和视差约束来进行剔除,采用分块控制匹配点数目来剔除密集匹配点对,使匹配点对分布均匀.使用RANSAC算法来计算影像之间的转换模型,实验证明这种方法具有很好的拼接效果.     

一种无精确地面控制点的航空影像处理方案

针对未布设精确地面控制点区域航空遥感影像数据处理困难的问题,提出了一套包括色彩拉伸,通过从大比例尺地方坐标矢量地图上量算获得控制点参数的方法,进行航空影像的正射校正、羽化镶嵌、影像的地理坐标编码转换、标准投影变换等流程的航空遥感影像数据处理方案。实践证明,该方案工程实现容易、数据处理精度符合应用要求、技术上可行。     

特征光斑单目视觉空间定位方法

为了满足地面试验中运动目标位姿参数视觉测量系统的研制需求,基于单目视觉原理设计了大视场条件下实际平面上特征光斑的精确空间定位方法.建立了特征光斑的成像模型,给出了实际平面对特征光斑空间位置的约束,进而提出了特征光斑的单目视觉空间定位方法,并依据实际平面的特点设计了高阶曲面型、分块平面型和分块曲面型等三种类型实际平面上特...     

基于无人机航拍序列的建筑三维模型重建

近年来,随着计算机技术的快速发展和装备高清相机的四旋翼无人机的普及,基于被动视觉法的建筑物三维重建逐渐成为计算机视觉和图形学领域的热点。然而,现有的被动视觉法针对建筑建模时存在耗时长、局部细节重建效果差等问题。针对这些不足,提出一种基于无人机航拍序列的建筑三维模型重建方法。首先,利用运动恢复结构的方法,对无人机针对目标建筑航拍采集的照片序列恢复建筑周边场景的稀疏点云;同时,采用RANSAC方法,提取地面和建筑立面;进而对点云进行聚类,以提取出构成建筑的稀疏点云,再依据建筑稀疏点云得到建筑的柱状模型;最后,对该模型进行平整化处理,得到保持建筑顶部轮廓细节的三维模型。实验结果表明,利用所提方法可以快速得到建筑的三维模型,同时能较好地保持建筑顶部的轮廓细节。     

基于机载InSAR干涉相位的高层建筑重构

通过分米级高分辨SAR能够提取城市更细致的细节信息,特别是结合InSAR技术,能够获取个体建筑的三维信息和其他信息。国内城区中分布着大量的高层建筑,因此在大城市和城镇中心的城市规划中,获取高层建筑的三维信息非常重要。该文首先分析高层建筑在分米级InSAR中的投影分布特性;在此基础上,依据干涉相位图中的高层建筑特性,通过建筑检测、墙体提取和三维参数估计的逐层处理方法,实现基于InSAR干涉缠绕相位的城市场景高层建筑的三维信息重建。并采用机载N-SAR系统录取的城市实测数据验证了该方法的可行性。     

无人机倾斜摄影测量技术在 三维数字城市建模中的应用

以江西省抚州市的某图书馆为实验研究区域,利用无人机倾斜摄影测量技术按照规划航线获取研究区域航空影像数据,研究无人机倾斜摄影测量技术获取影像数据的特点、影像数据处理的精度、通过关键技术建立三维模型,使用Smart3D Capture软件进行三维模型构建。实验结果显示,无人机倾斜摄影技术可以满足三维数字城市建模的需要。     

Vision navigation for aircrafts based on 3D reconstruction from real-time image sequences

In this paper,we propose a novel vision navigation method based on three-dimensional(3D)reconstruction from real-time image sequences.It adapts 3D reconstruction and terrain matching to establish the correspondence between image points and3D space points and the terrain reference(by using a digital elevation map(DEM)).An adaptive weighted orthogonal iterative pose estimation method is employed to calculate the position and attitude angle of the aircraft.Synthesized and real experiments show that the proposed method is capable of providing accurate navigation parameters for a long-endurance flight without using a global positioning system or an inertial navigation system(INS).Moreover,it can be combined with an INS to achieve an improved navigation result.     

腹板双角钢梁柱连接的滞回性能

为了研究腹板双角钢梁柱连接的滞回性能,在考虑材料、几何和接触状态非线性基础上,采用三维实体单元对腹板双角钢梁柱连接进行了循环加载有限元模拟.系统研究了角钢厚度、角钢长度、与柱连接角钢肢螺栓中心线到与梁连接角钢肢背距离以及高强螺栓直径和级别等参数对连接承载能力和滞回性能的影响.有限元分析结果表明:大部分连接在循环荷载作用下表现出良好的延性,转角超过0.04 rad,抗弯强度不大,可作为铰接节点;少部分连接具有相当的抗弯能力,在结构分析中,须考虑节点抗弯强度对框架性能的影响,不能简单作为铰接处理.建议在设计时,螺栓的线距在满足构造要求同时,取最大线距值;连接在满足抗剪要求的前提下,螺栓中距和端距应取最小构造间距,以保证角钢长度取值较小.     

工业摄影测量中的三维二次曲面面形分析

为了解决摄影测量中测量坐标系和工件设计坐标系不一致的情况下进行面形参数比较的问题,提出了三维二次曲面的面形分析方法,并在实验中验证其可行性。该方法首先用被测点的坐标值,由是小二乘法获得测量坐标系下的一般三维二次曲面方程的参数,然后经过坐标变换得到标准方程的参数,再把它与设计的参数相比较,并可以由获得的标准方程重构出被测物体的曲面图形。由于该方法具有普遍性。,可以解决各种三维测量方法中类似的问题,具有广泛的应用领域。     

无人机跟踪系统仿真平台的设计与实现

为解决无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)在进行地面目标跟踪实验时,存在验证难度大,成本高等问题,设计和实现了基于视景仿真软件和MATLAB/Simulink的仿真平台.首先,选择汽车作为地面目标,在视景仿真软件中导入UAV和汽车的三维模型,并设置虚拟云台和摄像机.其次,利用UAV、汽车与云台之间的相对运动模拟UAV跟踪过程中场景的变化,基于运动补偿的云台控制算法保证了虚拟摄像机始终指向目标.然后,虚拟摄像机采集目标所在区域的图片,图像跟踪算法跟踪图片中的目标,并利用目标图像模型解算目标在世界坐标系下的位置.最后,根据目标位置,使用参考点制导法生成期望的滚转角指令,引导UAV围绕目标盘旋飞行.视景仿真软件、图像跟踪算法和MATLAB/Simulink之间通过共享内存与UDP进行闭环通信.此外,提出一种实用可靠的标定方法,完成了视景仿真软件中虚拟摄像机内参矩阵的标定.仿真结果表明:该仿真平台能较好地模拟UAV对不同运动状态汽车的跟踪,得到的仿真结果具有较高的工程参考价值.本文的研究成果为目标跟踪实验提供了良好的仿真环境,有效减少实验成本.     

Post-earthquake assessment of building damage degree using LiDAR data and imagery

Various methods have been developed to detect and assess building’s damages due to earthquakes using remotely sensed data. After the launch of the high resolution sensors such as IKONOS and QuickBird, it becomes realistic to identify damages on the scale of individual building. However the low accuracy of the results has often led to the use of visual interpretation techniques. Moreover, it is very difficult to estimate the degree of building damage (e.g. slight damage, moderate damage, or severe damage) in detail using the existing methods. Therefore, a novel approach integrating LiDAR data and high resolution optical imagery is proposed for evaluating building damage degree quantitatively. The approach consists of two steps: 3D building model reconstruction and rooftop patch-oriented 3D change detection. Firstly, a method is proposed for automatically reconstructing 3D building models with precise geometric position and fine details, using pre-earthquake LiDAR data and high resolution imagery. Secondly, focusing on each rooftop patch of the 3D building models, the pre- and post-earthquake LiDAR points belonging to the patch are collected and compared to detect whether it was destroyed or not, and then the degree of building damage can be identified based on the ratio of the destroyed rooftop patches to all rooftop patches. The novelty of the proposed approach is to detect damages on the scale of building’s rooftop patch and realize quantitative estimation of building damage degree.     

渗流计算的一种实用方法

对于有自由面的求取的渗流问题,介绍了一种可以不进行迭代求解渗流问题的自由面的新方法,并且采用常用的商用软件解决饱和非饱和渗流问题.将新的边界处理方法应用到多种材料的土石坝及坝基的渗流分析中,可以用一般的商用有限元软件进行饱和非饱和、稳定非稳定的渗流问题的计算,并结合某堤防工程进行稳定渗流分析,得到了较好的结果.