在Agisoft Metashape中使用全球形360°图像的案例研究。
撰稿人:Christiane Zhao, 市场专员
参与组织:Agisoft, Weiss AG
使用的硬件:Civetta 360° (Weiss AG), Phantom 3 Professional (DJI)
使用的软件:Metashape (Agisoft), CivettaUtility (Weiss AG)
使用Weiss AG Civetta-23万像素360° HDR相机创建点云、纹理网格模型和正射影像。
介紹
Civetta是一款自动360°HDR（高动态范围）采集系统，可生成360° x 180°图像，分辨率为2.3亿像素，色彩深度为32位（HDR），是摄影测量和三维重建应用的完美工具。Civetta被广泛应用于各行各业和机构，用于拍摄高精度的360°全球面图像。
由德国Weiss AG公司开发，现在有5个版本。钍 在全球范围内，Civettas在壳牌、ATF、BP、Guardia civil、FBI、Nvidia、宝马等客户的日常使用。
该系统设计为在极端的环境和光线条件下也绝对可靠。
使用Civetta校准的360°图像工作的强大之处在于，一次采集位置，可以转换为6种不同的结果。
用CivettaUtility软件处理。
- 捕捉2300万像素和32位色深的HDR图像。
- 执行色调压缩，以覆盖一个8位图像中的亮部和暗部。
- 在360°立体声对中以米或英尺为单位进行测量，无需进一步校准
用Metashape软件处理。
- 创建彩色点云(8位，32位)
- 创建纹理3D模型（8位，32位）。
- 创建正射影像(8位，32位)
出色的图像质量和事先校准使Civetta的输出成为3D重建的完美基础。
本报告的目的是使用来自这台高精度相机的HDR全景图像，并使用Agisoft Metashape对其进行处理，以创建一个可测量的3D点云，用于记录和重建。这项研究表明，Civetta是最精确、最简单的捕捉设备之一，可用于高度自动化的点云生成。
内容
01. 背景资料
02. 使用的工具/软件
03.我们的任务
04. 建筑物/区域
05.挑战
06.照片拍摄
07.相机设置
08. 工作时数。外地小时/办公时间
09. 一般工作流程
10. 可完成的任务
11. 结论
12. 鸣谢
01.01. 背景
本研究旨在展示和分析Civetta的标准化工作流程，结合Agisoft Metashape实现高质量的数字双胞胎制作。
Civetta可在40秒内自动记录23万像素的HDR 360°图像，对焦范围为0.3米/1英尺至无限远。Agisoft是第一个将360°图像的重建功能整合到软件中的软件开发商，基于Weiss AG提供的Civetta图像。Civetta与Metashape的结合可以为石油天然气、航空、文化遗产、娱乐、电子培训、执法等领域的客户提供准确可靠的三维点云。
02.使用的工具/软件
硬件。 来自Weiss AG的Civetta，DJI Phantom 3 Professional。
软件： CivettaUtility（购买Civetta时附带），Agisoft Metashape 2020。
安装Agisoft Metashape : Agisoft安装程序
03.我们的任务
聘请了一位长期使用Weiss AG技术的用户，对某农村地区的一个区进行记录。然后，3D点云和HDR全景图像被用于不同部门的文档、建设规划、城市规划和数字重建。在VAM2这个网络平台上提供了360°图像对和3D点云，使终端用户能够对场景中的街道、门窗、墙壁和其他相关物体进行调查和测量。
04.建筑物/区域
- 地区。广东省潮州市龙虎古寨。
- 街道。本项目所涉及的所有街道总长度为3KM，其中包括7条主干道（1.5KM）和3条支路（1.5KM）。其中包括7条主干道（1.5KM）和3条次干道（1.5KM）。Civetta共拍摄了154对全景图，其中包括7条主干道（1.5KM）和3条支路（1.5KM）。
- 建筑物。1座古庙（面积45*57米），Civetta拍摄了58对全景。
05.05. 挑战
- 由于有乘客、自行车等因素扰乱了静态照片的拍摄场景，三维记录和测量难度很大。
- 由于停放的车辆、桌子等物体可能会遮挡视线，难以捕捉该区域的街道和建筑。
- 光照差异，该地区日照较多，洞口和屋檐下有许多暗区。
- 起草员每次出行只能收集一定数量的数据和尺寸。
06.照片拍摄
通过摄影测量法，如果你考虑使用全景图像来制作3D模型，这里有几个关键点需要解决。
1.采集的照片数量越多，物体点重叠的冗余度就越高。确保Civetta至少从两个点捕捉到任何区域。最实用的是在上下两个位置进行拍摄，这可以通过每台Civetta附带的校准测量三脚架轻松实现。
2.由于360°图像覆盖了各个方向，所以360°之间的相互登记是非常快速和准确的。
3.使用Civetta捕捉整个球体，大大减少了现场图像捕捉的次数。同时也最大限度地降低了采集过程中对工作人员的专业和经验要求，因为几乎不可能忘记一个景色。
07.工作时间
我们的客户有的单独工作，有的两人一组，而有的则主要是注意保持该区域的人员和车辆的安全。
实地时间。2人3天，拍摄10条街道和1座建筑
对于一条街。 工作人员用Civetta拍摄了大约17到20张图像对，还有100张无人机拍摄的照片，只拍摄屋顶侧面。每条街道大约需要一个小时才能拍摄到所有数据。
对于古庙。工作人员用Civetta拍摄了58张图像对，同时用无人机拍摄了140张照片，以覆盖从地面看不到的屋顶侧面。整个现场工作在6小时内完成。
办公时间，-下载并处理360°图像。 回到办公室后，从Civetta和备份存储中下载了212对图像。由于Civetta的内部存储可容纳约800张照片，因此只需在现场下载一次。
回到办公室后，从Civetta和备份存储中下载了212对图像。由于Civetta的内部存储可容纳约800张照片，因此只需在现场下载一次。
下载预处理和处理是利用CivettaUtility全自动进行的，不需要人工监控。
在标准电脑上（例如：i7、16 GB内存、SSD、USB 3），下载、预处理和后处理的步骤，在每一个360°的最终结果中，大约90秒就可以完成。
对于街道。
Agisoft Metashape需要3个小时来处理每条街道的数据，最终输出的是密度点（客户要求）。该项目产生了13个点云；每个点云包含超过3亿个数据点。
对于古代的茶m恳求:
Agisoft Metashape需要8小时来处理其3D点云。
08.一般工作流程
在360全景摄影测量技术中，Civetta的定位是对结构有最好的覆盖。通常情况下，每个测量对之间的距离在5-10米之间。Civetta总是采集HDR图像，以覆盖场景中非常明亮和非常黑暗的区域。该项目需要采集3D模型和全景图像的可测量数据，所以Civetta从上下位置的同一地点采集全景图像。
三脚架经过预先校准，确保上下位置之间有600毫米的精确距离。这意味着您可以在使用Agisoft Metashape处理点云时，通过在距离场中添加600毫米来添加测量值。此外，在使用VAM2时，您可以在360°图像中进行测量，而无需进一步校准。
采集212对全景图(含测量数据)的总时间约为16小时，其中包括安装相机，以及Civetta本身在每个地点的自动采集过程。这还不包括运输时间和等待乘客离开该地区的时间。作为一种摄影测量方法，它需要保证60%，不同点位拍摄的全景图像之间有较多重叠。
采用Agisoft Metashape进行数据处理和登记，Metashape是一款高质量的软件产品，用于对数字图像进行摄影测量处理，生成三维空间数据。在上传照片之前，用户可以使用Metashape中的蒙版功能，将360°图像的底部三脚架区域剪掉。将所有的全景图像导入Agisoft Metashape后，用户可以将一对在同一地点拍摄的全景图像的距离值输入Agisoft。用户应在工具菜单的 "相机校准 "对话框中为相应的图像组指定合适的相机类型，即球形相机。它经历了数据处理的一般工作流程，包括对齐照片、建立密集点云、网格、纹理、平铺模型、数字高程模型和导出结果。结果在查看器中可以是一个稀疏的点云，相机位置的位置估计以气泡形式显示。
09.交付成果
10.10. 结论
Civetta利用Agisoft Metashape处理的数据生成了精确的彩色点云。在过去的12年里，Weiss AG的Civetta已经被不同行业的专业人士广泛使用，包括但不限于石油天然气、航空、文化遗产、工厂规划/维护/再生产，以及博物馆和画廊、游戏和电影行业的专业人士。在硬件机身上仅有的一个按钮内，对使用人员几乎没有任何前提条件，使用起来非常方便。
Agisoft Metashape和Civetta的组合可以帮助您。
详细的文档，扫描时间快
* 用于重建、渲染和建模的高质量点云数据和全景图像。
* 用于数字管理、维护和虚拟培训的全套资产包
11.鸣谢
Weiss AG在摄影测量领域已经有12年以上的历史；从那时起，Weiss AG及其用户就成为Agisoft Metashape软件的一批用户，为其专业领域的各种用途提供了令人惊叹的成果。我们由衷地感谢Agisoft Metashape对三维模型构建中全景影像的支持，并为本研究提供了必要的支持和指导。
撰稿人:Christiane Zhao, 市场专员
日期:2021年1月11日
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