一、案例简介

天际航室内三维重建解决方案，通过高清影像、实景三维模型、设计数据的无缝套合及多维度多期、多数据源的综合比对，高效率实现对商业建筑、别墅、场馆等室内空间快速三维重建工作，通过室内三维模型成果管理和展示平台，实现室内全景漫游、规划设计、建图导航等众多应用。

图1室内三维重建解决方案

二、案例背景

人类活动空间有80%-90%处于室内，住宅、商业综合体、医院、学校、地下停车场、大型文娱旅游体育场馆等与民众生活、休闲息息相关，随着智慧城市建设与移动互联技术的发展，基于生活需求的数字化场景应用越来越多：房屋装修设计、线上看房、BIM版商品住宅使用说明书的推行；大型商业综合体内场景购物、精准室内导航与购物信息推送；旅游场馆的线上导游与数字展馆、智慧停车等这类基于实际居住、生活、出行而产生了大量的依托于室内三维重建、展示的可视化与导航等需求。

通过室内三维重建解决方案，运用实景三维建模与可视化技术实现室内场景的重构，直观、高效的解决室内场所普遍存在服务功能展示乱、方位辨识不清、导航不准、布局维护难等难题，为各类服务型企业、公共服务机构、大型室内活动综合体提供更加智能、快捷的管理与展示服务，也为民众创造了更加便利的生活体验。

三、案例介绍

该解决方案结合天际航新型近景摄影测量技术，通过自主研发的地面拍摄设备-全景推车，连接天际航自主手机端APP控制程序全景拍摄，在建筑室外地面和室内高效捕捉稳定的全序列图片，实现对建筑室内高精度、高效率、非接触式测量，实现地面真三维模型的快速生成，并提供手机移动端、Web端、本地客户端多种模型成果展示和应用服务平台，支持实景三维模型和地面全景影像融合展示、浏览，高精度影像测量等。该方案不仅极大降低了成本，更能兼容激光点云等数据，进行联合处理，可广泛运用于建筑体规划、展示等。

主要功能：

1、新型摄影测量硬件数据采集系统，七镜头全景拍摄，可实现高精度、稳定、非接触式影像采集；

2、基于摄影测量、计算机视觉与计算几何算法，无需过多人工干预，支持街景、室内全景影像全自动空三定向，实现自动三维建模；

3、提供基于本地客户端、手机移动端、Web端多种实景三维展示、管理和应用服务平台系统，可将实景三维模型成果拓展无限行业应用。

①全景AR（手机移动端），支持高精度实景三维模型与高分辨率全景影像融合展示，并能实现空地、室内外一体化漫游浏览，高精度影像量测，图层显示管理等功能。基于手机移动端展示，用户在方便浏览的同时，更能在实景三维可视化环境中，获取丰富的场景信息和立面信息。

②增强现实系统AR-Explorer（本地客户端），实现了从室外到室内、地上到地下的一体化管理，支持地形、点云、倾斜模型、三维设计模型、矢量、影像、视频等数据发布，支持插件式的扩展开发，提供行业应用系统的快速定制。

③Web-AR（Web端），集应用程序、工具和服务于一体的三维地理信息服务平台。将影像与二、三维数据的无缝配准，实现从虚拟现实（VR）到增强现实（AR）的升级，采用互联网+云计算技术，结合用户实际业务需求，建立Web端的三维GIS应用。

室内三维重建解决方案所具备的灵活多样的管理与展示平台为行业应用提供了良好的技术基础，在基于地面建筑的影像获取与应用上适用面广。

典型场景应用案例：

1、智慧景区旅游

陕西关中大观园：袁家村关中大观园位于中国陕西关中平原腹地，地势西北高、东南低，地貌分为南部台塬和北部丘陵沟壑区两大类，袁家村周边有着丰富的历史文化资源。袁家村现已形成以昭陵博物馆、唐肃宗建陵石刻等历史文化遗迹为核心的点、线、带、圈为一体的旅游体系。通过该方案应用，陕西大观园景区可实现手机端室内外一体化全景浏览。游客可利用手机，身临其境的观看景区风貌，极大提升了景区的品牌度和美誉度。

图2大观园全景AR漫游

2、场馆建模与室内导航

大连达沃斯国际会展中心：建筑总面积14.68万平方米，是集会议、展览、餐饮功能于一体的综合型场馆。该项目采用室内外一体化技术，直观展现场馆内部场景、事态过程的变化、实现成果可视化展示。同时，结合事态处置方预案和目标场所各类对象的采集数据，设置数据追踪，可为指挥人员提供辅助决策服务、提升各类应急处置指挥业务的实施效率。

3、室内设计与AR全景看房

在前期与房产物业合作项目中，将别墅室内采集的影像数据自动建模，经过自动贴合纹理，生成全景视图，实现室内全景浏览，适用全景看房。通过测量重建后室内的宽高、面积等信息、家具模型实时摆放线上进行装修规划与设计，方便房屋装修效果预览。在房产销售在线全景看房、室内家居定制设计以及租房网站看房等领域，其便携式的影像数据采集模式、低成本的内业作业方式，将具有极大的市场拓展价值。

四、典型经验提炼

（一）具体措施和成效

对于地面三维建模，采用传统的全站仪，外业采集时间漫长，内业画图效率低，整体方案人工成本高、项目效率低下；采用三维激光扫描仪，外业采集效率提高，但是设备昂贵，对采集人员的素质要求也提高，且内业复杂而漫长，整体方案人工成本、设备成本都很高。

而天际航所采用的技术工艺流程，通过低成本设备即可完成影像采集，集成全景定向系统快速自动完成建筑模型构建，无需过多人工干预，成本低。将内部及外观的场景进行模型构建以实现城市建筑体测绘的基本需求的同时，通过手机、本地、web等多种终端自由展示，使得模型结合民众实际需求的应用价值得以充分体现，具有极大的社会效益。因此，该方案综合考虑成本、精度与视觉效果等要素，贯穿了数据采集、处理到发布的全流程技术方案，为智慧城市发展的各类基于建筑影像应用提供了一套成熟、完善的解决方案，具有较大的实用价值，尤其在智慧景区中的应用，极大提升了景区管理运维服务的数字化与智能化水平，把场景搬到手机、把服务带到身边，为游客提供更加便利、更具特色的增值服务。

（二）借鉴意义

对某一特定物理场景进行自动建模是一件具有挑战性的任务，室内场景由于建模空间更小、场景更复杂、纹理信息缺乏以及建模精度要求高等技术问题导致一直难以实现广泛应用。伴随日益成熟的计算机视觉、数据融合、视觉导航以及三维建模技术，室内场景三位建模领域也有了新的突破。天际航通过自主研发的地面近景摄影测量采集设备与多源数据融合处理技术，解决了室内场景数据采集与处理难题，同时以特有的AR展示平台，从数据采集、处理到发布的全流程一体化操作，实现实景三维模型与全景影像无缝融合的真实场景效果，使得实景三维模型成果拓展无限行业应用成为可能。

随着物联网技术和室内服务市场的发展，室内全景漫游与室内地图、导航服务一定会成为应用热点，传统方法在定位精度上的不足无法支撑未来发展的需求。因此，本方案提供的基于地面建筑物的室内场景三维建模与基于影像匹配的视觉导航是具有极大的推广价值的。