基于AgisoftPhotoScan的圖像與三維激光掃描三維重建精度對比

吳超清 張振華 陶小明

（江西理工大學建筑與測繪工程學院 江西贛州 341000）

1 基于圖像的三維重建軟件

影像數(shù)據(jù)的獲取相對于三維激光掃描來說更加簡單、拍攝手法也更加靈活，可以使用航拍亦或是無人機或者手持高分辨率數(shù)碼相機并且成本也更低[1]。AgisoftPhotoScan是一款基于影像自動生成高質(zhì)量三維模型的優(yōu)秀軟件。它無需設置初始值，無需相機檢校，根據(jù)最新的多視圖三維重建技術，可對任意照片進行處理，無需控制點，通過控制點則可以生成真實坐標的三維模型。照片的拍攝是任意的，無論是航攝照片還是高分辨率數(shù)碼相機拍攝的影像都可以使用。整個工作流程無論是影像定向還是三維模型重建過程都是完全自動化[2]。

2 基于圖像的三維重建方法

選取一組名為“葉枝思根”的石質(zhì)浮雕，使用數(shù)碼相機環(huán)繞浮雕一周共拍攝126張高清照片。將所有照片載入軟件中，通過“對齊照片”，將相鄰照片重復率小于50%的偽片自動刪除，此類照片由于缺少同名點參照，無法恢復出相機、照片和實物的相對位置，對齊照片中的同名點以像素形式顯示真實位置，之后獲取浮雕的稀疏點云模型，通過內(nèi)插法建立密集點云，選擇級別高后共生成1300萬個空間像素點，生成網(wǎng)格并進行紋理映射[3]，結果如圖1所示。

圖1 密集點云模型

3 精度對比

數(shù)據(jù)采集時在浮雕的正面上布設10個靶標，其中4個是三維激光掃描系統(tǒng)的圓形靶標，6個是AgisoftPhotoScan提供的圖形靶標。由于三維激光掃描獲取到的三位激光點云具有較高的精度和可信度，因此將三維點云作為參考坐標。選取三維激光掃描系統(tǒng)的4個圓形靶標的點位數(shù)據(jù)作為控制點，在AgisoftPhotoScan軟件中將多視圖影像生成的點云數(shù)據(jù)的坐標系轉(zhuǎn)換至三維激光掃描儀器坐標系下。將剩下的6個圖形靶標的點位數(shù)據(jù)用作檢核點與三維激光掃描儀實測坐標作比較。模型坐標與三維激光掃描坐標對比結果如表1所示。

4 結束語

雖然基于圖像的三維重建精度還達不到很高的水平，但是其圖像獲取手段方便多樣，測量時間相較于三維激光掃描大大縮短，建模過程高度自動化。非常適合于大型復雜場景尤其是異性物體的建模。

表1 檢核點三維坐標值

[1]唐雪海，王田磊，袁進軍，等.數(shù)字近景攝影測量輔助三維激光掃描用于森林固定樣地測樹原理探討[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2010（12）：6095～6097.

[2]Perry，ToddSheridan.Agisoft’sPhotoScan[J].Animation，2013，27（2）：38.

[3]繆盾，吳競.基于AgisoftPhotoScan的圖像三維重建及精度研究[J].測繪工程，2017，26（8）：41～44.