多分辨率彩色三维模型融合的方法研究

发布时间：2020-05-31 11:51

【摘要】：在考古遗址三维数字化保护中,往往会使用旋翼无人机建立高分辨率的遗址探方模型;使用固定翼无人机建立其周边1平方公里的低分辨率地形模型。高分辨率三维模型分辨率高、纹理细腻,可以满足用户对三维模型尺寸量测、体积计算、高清展示的需求;低分辨率模型制作成本低,覆盖面广,可以经济高效的生产较大面积的三维模型。为了满足用户在同一个三维模型中,既可以对遗址探方模型进行高精度尺寸量测,又可以了解到其周边地形地貌信息的要求,并兼顾到模型制作成本。本文提出了一种多分辨率彩色三维模型的融合方法。主要思路是:首先对待融合的三维模型进行预处理,从低分辨率地形模型中挖去含有遗址探方模型的部分,然后嵌入旋翼无人机建立的高分辨率的遗址探方模型;接着在两个模型之间的间隙中建立融合缓冲区并插值顶点,最后在融合缓冲区内构建带有约束边界的Delaunay三角网作为“桥梁”,连接两个三维模型,并对重构的三角网部分重新映射纹理,来实现两个三维模型间的互相融合。本文方法有效解决了人工简单融合三维模型费时费力,导致模型空间位置混乱、纹理过渡生硬等问题,提高了多分辨率彩色三维模型融合的效率,确保了融合后三维模型的质量。其中涉及到的主要过程如下:1.使用不同种类的无人机建立了不同分辨率的三维模型,并对两个模型进行了叠加裁剪,建立了模型融合缓冲区,在融合缓冲区内通过划分规则格网的方式插值了顶点。2.在三维模型融合缓冲区内构建带有约束边界的Delaunay三角网。以缓冲区的内外边界作为约束条件,采取基于改进凸闭包收缩法的“双螺旋”Delaunay三角网生长法,约束了重构网格的方向,保证了新构建的Delaunay三角网只在缓冲区内部生成,不会改变缓冲区边界外的三维模型网格结构。3.采取基于调和映射法的纹理映射方法,完成了三维模型顶点到二维纹理像素点的坐标转化,为无纹理的网格模型重新映射纹理。4.以北京延庆区某遗址群为例,利用本文算法进行了多分辨率彩色三维模型数据融合实验。并和使用现有商业软件手工融合三维模型的结果进行了对比实验。实验结果表明,本文提出的方法实现了多分辨率彩色三维模型的融合,且融合达到边界平滑且纹理拼接自然的效果,并保留了原始模型的大部分纹理和网格数据,体现了对原始模型的最小干预,大大提高了模型融合效率。
【图文】：

人机,旋翼,无人机,绪论

为可能小可以做义。了解决三维的限制影响到三维模型维模型融合响区域，尽量型的融合，还过程中，对量多的继承还大大降低第 1 章绪论对模型几何形承原始三维模低了模型融合形态和表面模型的表面合的成本，，面纹理造成面形态与纹在工程应用的影响，就理数据。这用中有着重就需要尽这样不仅重要的意

像控点,检查点,方法,高点

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【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P23;TU-87

【参考文献】