看你想看 | 无人机AR技术在自然资源调查监测中的应用探索

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      随着无线电遥控技术、光电显示技术、传感器技术和计算机图形与多媒体技术的普及和发展,无人机技术广泛应用于不动产测量、自然资源调查、卫片执法检查、矿山资源监测及执法巡查等工作中。无人机作业具备灵活高效、数据成果丰富等特性,极大地提升了自然资源调查监测的效率。但与此同时,无人机实际作业中也遇到了一些技术难点和待解决的问题:

 

 

虚实空间相互独立,

无法快速定位目标图斑;

相关范围相互分离,

手动来回切换耗时费力;

关键信息相互割裂,

无法比对影响作业效率;

……

      针对上述技术难点及应用盲点,武大幸运飞艇直选计划网基于多年自然资源调查监测、综合管理等相关经验,创新提出无人机AR应用方案:以无人机云台为视角,结合AR技术和GIS技术,大幅度降低了外业作业难度,让核查过程动态可视、核查结果一目了然,实现自然资源开发保护“空、天、地”一体化管控新模式。

 

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      AR技术是什么?

      增强现实技术(Augmented Reality,简称AR),是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术,是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术。这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动,将原本在现实世界中难以体验的实体信息,通过模拟仿真处理、三维建模及场景融合等方式,让虚拟信息与真实世界相互补充和动态叠加,从而实现超越现实的感官体验。

 

      武大幸运飞艇直选计划网无人机AR方案

      武大幸运飞艇直选计划网在湖北、广东、江苏等十余省、市、县的实践经验上,创新提出无人机“AR+GIS”解决思路,开启无人机高效智能作业新模式。通过实时采集到的无人机空间数据和云台数据,调整三维GIS场景参数(视场角、相机位置、姿态、视口范围等),将三维GIS视口的空间坐标匹配到无人机视频的坐标。通过视口叠加,将三维地理信息融合到视频当中,实现虚拟信息显示到现实场景中,达到地理增强现实的目的和效果。

 

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      1.空间解算,两个视角同步范围

      空间解算是对云台相机参数及无人机空间位置姿态进行解析,是计算相机的Y方向视场角和相机视频实际视野地理范围的能力。

 

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      通过无人机云台相机基础(焦距、CCD尺寸、视场角等)参数,得出垂直方向视场角;然后结合无人机的实时空间位置数据(x、y、z)、云台姿态数据(相机俯仰角、航向角),计算出相机视频实际视野的地理范围。

 

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      2.场景匹配,虚实空间同步坐标

      为实现虚实空间坐标同步,我们将三维GIS的空间坐标匹配转换到无人机云台相机的空间坐标里,把三维GIS的场景相机视野匹配到无人机云台相机的视野中,通过视场角设置、视口地理范围设置、相机姿态调整等手段完成空间匹配,实现三维GIS和无人机云台相机的可视区域匹配。

 

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      3.视频融合,三维场景同步叠加

      通过空间坐标变换,将三维地理信息渲染效果融合到无人机视频中,实现三维场景的视野匹配。同时,在无人机实时视频中同步动态融合叠加三维场景,达到增强现实的效果。基本原理类似于图像的透视变换,此处通过采用三维GIS的中视口相机实现相同效果。

 

      4.动态跟踪,目标信息同步匹配

      传统无人机视频拍摄过程中,无人机位置和云台相机姿态及倍焦是动态变化的。通过时空上的同步,我们将三维GIS动态同步匹配无人机位置(x、y、z)、姿态偏航角、俯仰角以及相机的倍焦,使三维GIS场景视口和相机视野一致,确保了融合到现实视频中地理信息显示效果的准确性和正确性。在无人机实际操作过程中,视频实录过程中,达到动态地理信息增强效果。

 

      无人机AR技术在自然资源调查监测中的应用优势

      随着生态文明建设的不断推进,无人机在自然资源管理中有着极为广泛的应用前景。在进行自然资源调查监测时,无人机具有覆盖范围大、精度高、成本低等特点,不受地形地貌、路况、人为等因素影响。作为一种关键技术,“AR+GIS”在虚拟现实和实体现实当中起着重要衔接作用。将AR技术运用于自然资源调查监测工作,与传统无人机技术相比,优秀的视觉效果、丰富的信息展示、虚实空间的叠加融合,可进一步提升调查工作的高效性、准确性,能有效提升自然资源管理的针对性、时效性和科学性。

 

      1.自动推送关键信息,大幅提高工作效率

      AR的LBS服务可以结合无人机云台的摄像头,将用户关注的关键信息如图斑的占地面积、土地用途、权利人等,推送到无人机视窗,实现智能信息动态融合的效果,让自然资源调查及监测的内容更丰富、效果更直观、操作更简单。

 

7普通视角-AR视角

 

8旋转跟踪

 

      2.目标图斑快速定位,大幅提升核查效能

      通过AR技术,实现虚拟地理信息空间和真实世界的智能融合。作业人员可以在真实世界中实时查看虚拟地理信息空间的信息,快速查找和定位目标图斑,对目标进行核查和分析。同时,可以对比分析虚实空间差异,辅助判别目标地物的状态。例如矿产执法中的越界开采,通过直观而真实的智能对比,提高判别和查处的效能,同时降低误判的风险。

 

9视频增强

 

      未来展望

      后续,武大幸运飞艇直选计划网将进一步深化应用,充分利用无人机灵活多样、机动高效、视野开阔、全局覆盖等特点,提供多源、立体、全数字化的数据成果,实现“空、天、地、海”全方位立体观测模式,为自然资源信息化管理、自然资源动态监测提供有力支持和服务,助力自然资源监测监管水平再上新台阶。

2019年12月30日 18:21
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