智能鹰眼，把远方工地“搬”到眼前
国防科大研发“实景三维重建系统”，助力规划师、工程师、指挥员根据远方实景和实测数据运筹帷幄
←国防科大系统工程学院计算摄像实验室内，科研人员正在展示智能鹰眼项目。长沙晚报记者 小刘军 摄
长沙晚报记者 王斌 实习生 申潇轶
“运筹帷幄，决胜千里之外。”这是古代对统帅的赞美之辞。国防科技大学研发的“实景三维重建系统”，能把远方工地、战地、场地的实景“搬”到眼前，让决策人员“身临其境”地感受现场情况，获取具体数据，由此进行科学决策。
日前，记者走进国防科大系统工程学院计算摄像实验室，戴上头盔，手拿控制器，体验号称“智能鹰眼”的“实景三维重建系统”，感觉自己就像一只翱翔的雄鹰，既可以俯瞰方圆几公里之内的真实地形地貌、建筑物、道路情况，也可“自由漫游”，细细查看各地人员分布、车辆型号，精确度可达厘米级。
无人机飞一趟，记录数平方公里范围内的实景
阳光灿烂，白云朵朵。记者在系统中“飞”在国防科大校园上空，只见教学楼上的窗户折射出漂亮的光芒，不远处的田径场上有人正在跑步，大展示牌上播着学校的最新消息。控制器一摇，记者“空中漫步”到了国防科大北门，哨兵正在检查入校车辆证件，牌照号码清晰可见。控制器再一摇，记者“升”上高空，可以看到并漫游到更远处。
项目创始人张茂军教授告诉记者，无人机飞一趟，可以巨细无遗地记录数平方公里范围内的实景。打个比方，你家住在梅溪湖国际新城某小区某栋25楼，早上坐在自家阳台上喝茶，几千米外有无人机飞过。你下午再来计算摄像实验室进入系统，就可以纵览整个梅溪湖片区，甚至可以看到在阳台上喝茶的自己。当然，小区的花园大小、建筑物形状、地面车位数量等数据都已被系统运算并整理好了。
令人称奇的是，这套系统实现了“真三维、可测量、全方位、可漫步”，可从天空、地面任意角度观测，实景立体呈现，且从系统模型、建模软件到硬件，都是自主研发的。大家知道谷歌街景是由专用街景车(相机安放在车上)在地面上拍摄实景。而“智能鹰眼”系统由无人机拍摄，搭载全国首台全画幅摄影测量相机，加上独创的建模软件，实景更三维、更宏观、更立体、更加全方位，观测者可以“漫步”到山岭另一边、建筑物侧后方、隐蔽处进行观察，系统还能自动产生测绘数据。
7个月攻克了三大难关
“这是一个梦想，张茂军和团队花了24年时间才实现;这也是一道军令，我们7个月攻坚克难，完成了任务。”国防科大系统工程学院计算摄像实验室主任刘煜说。早在1994年，张茂军带领团队便开始进行全景侦查技术研究。后来，团队研发出360度全景视频监控系统，在天安门广场、APEC峰会会场等重要场所发挥了作用。今年5月，“实景三维重建系统”项目正式启动。
“我们现在的成果，离不开多年的积累。”刘煜说，“我们之前做的，更多的是一种视觉效果，实际上更需要的是具有测量意义的数据。打个比方，我们之前是把两栋楼拍下来，放在屏幕上让大家去看。现在，我们不仅拍下了两栋楼，还做出它的三维成像，测量出这两栋楼的高度、楼间距等数据。”
项目负责人徐玮告诉记者，项目攻克了三道难关：一是研发了全国首台全画幅摄影测量相机，二是开发了三维实景模型软件工具，三是在应用上构建了可漫游的实景环境。
“啃”出全国首台全画幅摄影测量相机
刘煜说：“千辛万苦一个字：值。其实我一开始也有点怵，任务既然下来了，军人嘛，就要有打硬仗的气概。8月，项目碰到了大的瓶颈。我们通过各种途径在上下游找技术支撑，啃骨头一样一点点地把各个技术细节啃下来了，每一个算法都步步论证，一点点地调整修改。目前，项目已完成原型系统开发，下一步将在应用中反复改进，达到既能为军服务又能促进国民经济发展的目的。”
张茂军表示：“之前国内不能生产全画幅摄影测量相机，没有相关的建模软件，有很多不确定因素。所以，我们走的是自主研发的路子，整个系统和和产业链都自主可控。引人关注的是，全国首台全画幅摄影测量相机的研制成功。团队短时间内先后攻克了全画幅图像传感器高速采集、多传感器高速同步、卷帘快门效应矫正技术等多项关键技术。”
对话
记者：项目应用前景如何?
刘煜：“实景三维重建系统”精确度可至厘米级，有制作简单、成本低廉、模型生成全自动且精确、漫游自由度高等优点。俗话说“站得高，看得远”，系统已经达到了“飞得高，看得远、准、真”的地步。规划师、工程师或指挥官坐在办公室，可以3D任意漫游现场，比如桥梁隧道要怎么建、城市如何规划、大型活动现场情况如何、敌人兵力如何部署，都可以通过系统掌握真实情况和数据。系统还能运用于游戏开发、太空开发领域等。
