您或許已經知道使用攝影測量法來構建室內空間的 3D 模型的原理，以及如何使用 Elios 2 獲取適當的數據來構建 3D 模型，那麼您現在就可以通過處理這些數據來構建您的第一個 3D 模型了。在此文章中，我們將回顧如何使用 Inspector 軟件來生成 3D 建模用的素材，然後使用 Pix4D 或者其他攝影測量處理軟件來生成 3D 模型。我們將逐步完成該過程，使用 Pix4Dmapper 構建您的第一個 3D 模型。

 

如果想要跟隨這個教程一起製作，您將需要 Elios 2 數據集， Inspector 和 Pix4Dmapper 。

 

使用Inspector 準備數據

第一步是提取視頻幀並將其另存為圖像。在 Insepctor 中打開視頻，然後使用 “ 導出 ” 菜單下的 “ 將幀作為圖像導出 ” 工具。

 

該工具允許選擇幀提取的起點時間和終點時間，以及提取幀的間隔。視頻原始幀率為 30fps ，所以，如果選擇 “ 每 30 幀一張圖像 ” ，則每秒將獲得一幀。通常我們推薦使用這個頻率。如果您正在高速飛行，或者圖像幾乎沒有視覺特徵，則可以決定通過選擇 “ 每 15 幀一張圖像 ” 來增加圖像數量。但是請記住，大量圖像會導致更長的處理時間！

 

對於 Pix4D 用戶，我們提供了兩個處理模板，這些模板將為您設置所有建議的處理參數。如果選中相應的框，則模板文件將保存在圖像旁邊。

 

• 快速處理：建議用於具有大量視覺特徵且通常具有較高重疊度的數據集。圖像按比例縮小以進行更快的處理。所計算的點陣相對較少。
• 高級處理：建議用於視覺特徵較少或軌跡不太理想（低重疊）的數據集。匹配算法更精細，但處理時間更長。圖像保持全分辨率，點陣更密集，從而形成更細膩的模型。

用Pix4D 處理

相機型號

 

當您創建一個新的 Pix4D 項目並添加由 Inspector 提取的視頻幀時，軟件將識別它們（圖像 exif 中的標籤）並自動選擇正確的攝像機型號： Elios2_2.7_3840x2160

 

如果您使用 Inspector 以外的其他工具提取了圖像，軟件將無法識別它們，並且必須從下拉菜單中手動選擇相機型號。請注意， Elios2 相機型號僅適用於 4K 格式。如果您使用其他格式的圖像， Pix4D 將無法顯示。

 

處理選項模板

 

您可以按照以下說明導入處理選項模板（ .tmpl ）。要從 Inspector 生成模板文件，只需在 “ 導出框架 ” 窗口中選擇相應的複選框。導入後，模板將保存在 Pix4D 中，您可以將其用於其他項目。

 

將多次飛行記錄匯總建模

 

您可以一起處理多個飛行記錄中的圖像，以便補全整個環境中的多個區域。Pix4D 可以穩定處理 2’000 張圖像的項目（這個數據量大約是 4 次飛行，每秒 1 張圖像）。處理時間取決於您的硬件和選擇的處理選項（模板）。

 

但請注意，無 GPS 環境中的攝影測量僅依賴於圖像的視覺信息。當一起處理多個飛行記錄時，每次飛行畫面之間需要有一些相同區域的相似畫面，以便關聯整個記錄。

在此，你可以看到在同一個管道中進行了多次飛行。

不同的飛行記錄就可以很好地連接起來

使用其他攝影測量軟件

 

如果有可以接受無地理標記的圖像（沒有定位信息的圖像）的軟件，則也可以使用這些攝影測量軟件來建立模型。

請注意，在其他的軟件中，您可能需要選擇非本相機的型號參數才能進行建模。許多攝影測量軟件允許為相機的主要參數指定一個近似值，並且該軟件會在處理過程中優化模型。在此情況下請確保首先使用簡單的數據集來測試建模效果。有時候可能需要為此設置特地拍攝有針對性的視頻。

 

以下是 Elios 2 相機的主要特徵：

4K 格式	3840×2160
焦距	2.71mm
傳感器尺寸	7.564mm(H)x5.476mm(V)
4K 下有效傳感器尺寸	5.952mm(H)x3.348mm(V)
像素尺寸	1.55 μ m(H)x1.55 μ m(V)

這些軟件可能允許您微調一些處理參數，例如圖像分辨率或匹配策略。請注意，這些參數可能會對處理時間和結果質量產生重要影響。請參考軟件的技術文檔。

 

引用模型並進行測量

默認情況下， 3D 模型將沒有正確的比例和朝向。由於未對圖像進行地理標記，因此如果要正確地縮放，定向和參考項目，則需要提供地面控制點和 / 或縮放和方向指針。進行測量前需要為項目做好比例尺標定。給出正確的方向坐標則有助於觀察模型，並且在給定坐標系中引用模型可以將其與其他模型和地理數據一起顯示。

本節假定您使用的是 Pix4D ，但是在其他攝影測量軟件中也可以找到此處說明的步驟。

在第一個處理步驟（相機的位置和方向）之後，您就會獲得質量報告，該報告指示可以校準的圖像數量。它還提供了有關結果質量的其他指示。

質量報告

通過查看 3D 視圖，您應該可以識別資產的形狀。如果校準的圖像數量較少，或者模型明顯失真或不一致，則可以更改處理選項以獲得更可靠的參數，然後重新開始第一個處理步驟。您還可以決定從視頻中提取更多圖像（例如，每秒兩幀，每 15 幀一幀），然後開始一個新項目。

在第一個處理步驟後進行管道建模。

在這裡我們看到有一根管道的末端尚未構建完成

在此階段，您可以添加：

• 比例尺：如果您知道在模型中的某些對象的尺寸，則可以使用它們來測量這個項目。閱讀本文以了解有關 Pix4D 中比例尺約束的更多信息。

• 方向約束。如果模型不是直立的，則觀察起來可能會很彆扭。您只需要在模型或圖像中標識應該形成一條垂直線的兩個點，例如房間的拐角，沿牆壁的垂直焊縫，垂直的管道，門的框架等。

• 地面控制點（ GCP ）。要在給定的坐標系中對模型進行地理坐標參考，您需要手動添加地面控制點。這些點通常是模型中確定的位置，然後為其導入實際測量出的 GPS 坐標。

添加這些元素後，您需要重新優化項目，這個優化處理時間會很短。之後您可以繼續執行步驟 2 （點雲緻密化和 3D 網格）。

 

請注意，步驟 3 （ DSM ，正交和索引）僅在需要這些特定輸出時才需要執行。

通過從藍圖中獲得設備的尺寸後

（此處為 2100 mm ）就可以為模型劃定比例尺。

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關於 Flyability

 

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