從厘米級(jí)提高到了毫米級(jí)！ 給城市進(jìn)行“三維拍照”！ 為構(gòu)建數(shù)字三維城市提供了全新的解決方案！ 沒錯(cuò)，我們做到了！ 近日，深圳大學(xué)黃惠教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種基于便攜無(wú)人機(jī)的三維全自動(dòng)采集重建系統(tǒng)，算法極具創(chuàng)新性，已發(fā)表在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)頂級(jí)會(huì)議SIGGRAPH ASIA 2020，同時(shí)進(jìn)入美國(guó)專利實(shí)審。該系統(tǒng)主要用于給城市進(jìn)行“三維拍照”，進(jìn)而在計(jì)算機(jī)中還原一個(gè)真實(shí)的三維城市。該系統(tǒng)的推出，解決了在復(fù)雜城市環(huán)境中，難以對(duì)城市進(jìn)行高精度三維數(shù)據(jù)采集的問題，將城市三維重建精度從厘米級(jí)提高到了毫米級(jí)，為構(gòu)建數(shù)字三維城市提供了全新的解決方案。

長(zhǎng)期以來(lái)，城市三維數(shù)據(jù)采集一般采用高空往復(fù)飛行的方式進(jìn)行作業(yè)，在密集城區(qū)中飛行高度至少要在百米以上，為了保證采集精度，往往需要裝備數(shù)十萬(wàn)的大型無(wú)人機(jī)設(shè)備，成本長(zhǎng)期居高不下，限制了城市管理信息化、智能化的進(jìn)程。 本次深大黃惠教授團(tuán)隊(duì)研究的這套三維全自動(dòng)采集重建系統(tǒng)，可以智能地規(guī)劃飛行路徑，通過智能包圍式飛行進(jìn)行多角度、全方位的數(shù)據(jù)采集，可以獲取更多的城市實(shí)體細(xì)節(jié)和更高的數(shù)據(jù)精度。并且，該系統(tǒng)可以直接應(yīng)用于消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)，將數(shù)據(jù)采集的設(shè)備投入縮減了70%，大大降低了城市三維重建的成本和門檻。未來(lái)，該系統(tǒng)將廣泛應(yīng)用于高精度智能駕駛地圖構(gòu)建、實(shí)景三維導(dǎo)航、高精度城市管理信息平臺(tái)等多個(gè)領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用前景和極高的推廣價(jià)值。

該系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的背后，是深圳市和深圳大學(xué)長(zhǎng)期鼓勵(lì)創(chuàng)新、吸引人才的積累，從2016年起，深圳大學(xué)通過一系列支持計(jì)劃吸引、組建、培育了深圳大學(xué)可視計(jì)算研究中心，不到5年時(shí)間，深圳大學(xué)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)學(xué)科水平已躍居世界前列，一系列科研成果的開花、落地和轉(zhuǎn)化，促進(jìn)了深圳市整體的科技水平和發(fā)展進(jìn)程，深圳大學(xué)也通過不斷的學(xué)術(shù)創(chuàng)新，爭(zhēng)當(dāng)深圳市的科技示范高地。

黃惠教授研究團(tuán)隊(duì)9月15日上午，深圳大學(xué)隆重舉行人才基金“騰訊創(chuàng)始人校友團(tuán)隊(duì)”首批冠名教授聘任儀式，三位教授獲聘。黃惠教授因在計(jì)算圖形學(xué)領(lǐng)域取得突出成就而獲此殊榮。

黃惠教授團(tuán)隊(duì)于2016年由深圳大學(xué)引進(jìn)，2017年即組建了廣東省3D內(nèi)容制作工程技術(shù)研究中心，以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺、可視化、人工智能、人機(jī)交互為學(xué)科基礎(chǔ)，致力于促進(jìn)多個(gè)學(xué)科的深入交叉和集成創(chuàng)新，重點(diǎn)推進(jìn)大規(guī)模靜動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)獲取與融合、多尺度幾何建模與智能編輯、高層次圖像處理與多媒體計(jì)算、可視內(nèi)容生成與仿真渲染、復(fù)雜場(chǎng)景重建與識(shí)別理解、三維移動(dòng)協(xié)同感知與人機(jī)交互、智能模擬學(xué)習(xí)與強(qiáng)化認(rèn)知、海量信息可視化與可視分析等方面的科學(xué)技術(shù)研究。經(jīng)過四年半的發(fā)展，研究團(tuán)隊(duì)已在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)“奧斯卡”級(jí)別的ACM SIGGRAPH/TOG發(fā)表了一系列高水平論文，授權(quán)美國(guó)發(fā)明專利8項(xiàng)、中國(guó)發(fā)明專利6項(xiàng)，承擔(dān)國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目16項(xiàng)。據(jù)權(quán)威CSRankings最新統(tǒng)計(jì)，2016-2020深圳大學(xué)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)全亞洲排名第三，其高水平論文貢獻(xiàn)全部來(lái)自本團(tuán)隊(duì)。 黃惠教授團(tuán)隊(duì)已在以下4個(gè)方面取得重要技術(shù)突破，其創(chuàng)新成果如下：

創(chuàng)建了基于智能移動(dòng)平臺(tái)的自主采集、數(shù)據(jù)共融、新型三維“圖形＋視覺”耦合感知一體化算法框架，推出泊松場(chǎng)導(dǎo)向、未知場(chǎng)景探測(cè)、細(xì)粒度重建、注意力驅(qū)動(dòng)、面向物體識(shí)別、全局時(shí)變張量場(chǎng)、物體感知引導(dǎo)、在線建模、相機(jī)連續(xù)運(yùn)動(dòng)控制、大場(chǎng)景一鏡到底、航拍路徑生成優(yōu)化、主動(dòng)式和侵入式三維掃描等“智能感知和數(shù)據(jù)獲取”的新方法。所研發(fā)的自主采集平臺(tái)為智慧城市、數(shù)字測(cè)繪、無(wú)人駕駛等領(lǐng)域提供了新一代無(wú)人化數(shù)據(jù)智能采集方式，可滿足城市孿生、智慧管理、虛擬旅游等新興方向的高頻信息采集、處理、建模、更新等需求。

解決了點(diǎn)云采樣、生成、表示、特征增強(qiáng)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、時(shí)序跟蹤、運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)、屬性提取、共分割、光滑算子、雙向形變等一系列技術(shù)難題，已封裝發(fā)布一整套面向原始散亂三維點(diǎn)云的優(yōu)化處理源代碼到著名開源幾何算法庫(kù)CGAL，下載量超5000余次，積極推動(dòng)了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在“點(diǎn)云理解和表示”方向的研究進(jìn)展，同時(shí)推進(jìn)了工業(yè)設(shè)計(jì)、三維打印、數(shù)據(jù)可視化中幾何分析技術(shù)的發(fā)展，加速了激光點(diǎn)云在制造業(yè)、多媒體等行業(yè)的應(yīng)用落地。

提出了一系列如基于正交曲線驅(qū)動(dòng)、結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)表示、簡(jiǎn)單用戶交互、多源信息配準(zhǔn)、逆過程語(yǔ)法、數(shù)據(jù)表征轉(zhuǎn)化、物理先驗(yàn)約束、紋理合成擴(kuò)展、任意風(fēng)格遷移、拓?fù)浣馕霾蓸印⑷值骄植刻卣鲝?qiáng)化、幾何結(jié)構(gòu)融合等先進(jìn)的幾何處理技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于各類場(chǎng)景、多種物體、不同姿勢(shì)、復(fù)雜三維曲面與二維圖像的高保真還原、細(xì)節(jié)修復(fù)、自由拼接和自動(dòng)生成，為“多尺度建模和生成”技術(shù)的發(fā)展開辟了新的研究方向，可極大提升城市管理、動(dòng)畫生成、裝修設(shè)計(jì)等行業(yè)的精細(xì)建模效率，有效減少了傳統(tǒng)人工三維建模操作和設(shè)計(jì)的時(shí)間與局限性。

發(fā)表了一系列圖像語(yǔ)義分割、目標(biāo)分割、廣義圓柱形狀分解、幾何骨架提取、內(nèi)蘊(yùn)對(duì)稱群表示、典型風(fēng)格元素定位、數(shù)據(jù)可視增強(qiáng)、信息流探知、場(chǎng)景聚焦組織、物體功能協(xié)同分析、部件運(yùn)動(dòng)性學(xué)習(xí)、上下文功能場(chǎng)景生成、布局美化與設(shè)計(jì)等新方法，從學(xué)術(shù)深度和廣度上同時(shí)推進(jìn)從低層次特征到高層次語(yǔ)義的多層級(jí)分析手段，致力搭建“幾何結(jié)構(gòu)元素分析與未知場(chǎng)景交互理解之間的技術(shù)橋梁”。相關(guān)技術(shù)手段為傳統(tǒng)人工智能、機(jī)器視覺領(lǐng)域提供了新的三維元素和分析內(nèi)容，滿足智能機(jī)器人控制、室內(nèi)外環(huán)境制圖對(duì)三維場(chǎng)景理解的更高要求。

實(shí)景三維模型重建后效果展示

重建后的實(shí)景三維模型及人工模型需要借助平臺(tái)進(jìn)行客戶展示管理，如何選擇一個(gè)軟件，集模型加載分析、地圖標(biāo)繪、TB級(jí)秒加載、團(tuán)隊(duì)協(xié)作共同管理，同時(shí)支持多終端訪問、一鍵分享等功能呢？

Wish3D·Earth，（www.tuxingis.com）三維場(chǎng)景展示管理在線平臺(tái)，能夠滿足實(shí)景三維模型和人工模型同場(chǎng)景展示的需求。支持發(fā)布各類二三維數(shù)據(jù)，在提供高效的數(shù)據(jù)發(fā)布的基礎(chǔ)上，還提供了一系列的輔助工具，幫助你對(duì)數(shù)據(jù)在線進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化，并通過標(biāo)繪等功能掛載更多的附屬信息，提高您三維場(chǎng)景的內(nèi)容、信息飽滿度，與實(shí)際業(yè)務(wù)想結(jié)合在三維場(chǎng)景中構(gòu)建完整且復(fù)雜的應(yīng)用界面，同時(shí)還可以通過飛行等功能進(jìn)行酷炫的數(shù)據(jù)成果展示。

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