OpenDroneMap (ODM) 无人机影像三维模型重建安装及应用快速上手

1 文档概述

本文档是指导用户从零开始，使用 OpenDroneMap 对无人机采集的影像数据进行处理，生成三维点云、数字表面模型（DSM）、正射影像图（Orthomosaic）等成果。

本文档的预期读者为拥有无人机航拍影像（JPG/PNG格式）并希望进行三维建模的用户。

2.1 系统运行环境要求

- 操作系统：Windows 10/11, macOS, 或 Linux (推荐 Ubuntu)。
- CPU：多核心处理器（4核以上推荐，8核或更多更佳）（处理200张以上影像建议16GB+）。
- 内存 (RAM)：至少 16GB，处理大面积区域建议 32GB 或以上。
- 硬盘空间：预留充足的存储空间。原始影像、中间文件和最终成果会占用大量空间。建议准备影像大小的10-20倍的可用空间（例如，1GB影像需要10-20GB空间）。
- 显卡 (GPU)：虽然ODM主要依赖CPU，但拥有支持CUDA的NVIDIA GPU可以显著加速某些步骤（如深度图计算）。AMD/Intel集成显卡也可运行，但速度较慢

2.2 数据准备

· 将无人机采集的所有照片集中存放在一个文件夹中。

· 确保照片包含GPS信息（EXIF中的GPS Latitude, GPS Longitude, GPS Altitude）。这是自动定位的关键。检查方式：右键图片查看属性，图片需要带有位置信息，如下图所示：

· 建议使用一致的拍摄设置（分辨率、焦距、光圈），重叠率建议：航向重叠70%-80%，旁向重叠60%-70%。

· 清理掉模糊、过曝或完全遮挡的照片。· 如果没有数据，可以参考官方提供的数据示例：比如使用aukerman数据：

https://github.com/OpenDroneMap/ODMdata

3. OMD安装部署

3.1 系统安装说明

下载exe文件，双击安装运行，运行成功后出现ODM Console弹窗。

3.1.2 Docker安装指南

ODM推荐使用Docker容器化部署，避免复杂的依赖配置。以下是各操作系统的安装步骤（已安装Docker或者Dockerdesktop可以忽略安装部分，直接拉取镜像）：

3.1.2.1 Windows系统

1、访问Docker Desktop官网下载安装程序：
https://www.docker.com/products/docker-desktop/
2、双击安装文件，启用"使用WSL 2而不是Hyper-V"选项
3、安装完成后启动Docker，等待系统托盘图标显示"Docker Desktop running"

3.1.2.2 macOS系统

使用Homebrew安装：brew install --cask docker

从应用程序文件夹启动Docker

首次运行需在系统偏好设置→安全性与隐私中允许开发者权限。

3.1.2.3 Linux系统

# Ubuntu/Debian示例
sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
sudo usermod -aG docker $USER  # 允许当前用户运行docker命令
newgrp docker  # 无需重启即可应用用户组变更

3.1.2.4 镜像包拉取

验证Docker是否安装成功：

docker --version  # 应显示Docker version 20.10+

拉取odm镜像

docker pull opendronemap/odm:latest

中国用户可使用镜像加速服务：

docker pull registry.docker-cn.com/opendronemap/odm

4. 系统使用说明

4.1 航拍照片处理

需要新建一个文件夹，并在里面建立一个images文件夹（存放要拼接的图片），图片需要自带GPS信息，（如果没有GPS信息，则需要用geo.txt文件存放图片的GPS信息）。

4.2 手动安装ODM执行（推荐）

在ODM Console弹窗中输入‘run --feature-type=sift --matcher-type=flann --skip-3dmodel D:\odm_test’ 运行，其中最后面‘D:\odm_tes’为存放照片的文件夹路径。

run --feature-type=sift --matcher-type=flann --skip-3dmodel D:\odm_test

等待执行，（24张照片，我大概跑了10分钟）出现ODM app finished以下页面，则表示运行完毕。

文件夹中，除了准备的images、geo.txt和test.py准备文件，剩下的都是生成的结果文件，按需选择相应的结果。使用meshlab软件查看ply文件，可以看到三维模型。

4.3 Docker版本ODM执行

4.3.1 基础重建命令详解

在终端中执行以下命令启动基础重建流程：

Linux/Mac示例

docker run -ti --rm -v ~/datasets:/datasets opendronemap/odm --project-path /datasets/my_project

Windows示例

docker run -ti --rm -v c:/datasets:/datasets opendronemap/odm --project-path /datasets/my_project

命令参数解析：

-ti：启用交互式终端

--rm：处理完成后自动删除容器

-v：挂载本地目录到容器内（格式：本地路径:容器路径）

--project-path：指定项目根目录

my_project：项目名称（对应datasets下的文件夹）

执行命令后，ODM将显示实时进度，典型输出如下：

[INFO]    Initializing ODM 3.1.9
[INFO]    Maximum photo dimensions: 5472px
[INFO]    Loading 120 images
[INFO]    Found GPS coordinates in EXIF data
[INFO]    Running OpenSfM reconstruction
[INFO]    Feature matching complete (12456 features matched)

4.3.2 高级参数调优

根据项目需求添加参数可显著提升输出质量。以下是最常用的优化参数：

4.3.2.1 提高重建精度

生成数字表面模型(DSM)并提高正射影像分辨率至2cm/像素

docker run -ti --rm -v ~/datasets:/datasets opendronemap/odm --project-path /datasets/my_project --dsm --orthophoto-resolution 2

4.3.2.2 处理大型数据集

启用分块处理，限制内存使用

docker run -ti --rm -v ~/datasets:/datasets opendronemap/odm --project-path /datasets/my_project --split 100 --max-concurrency 4

4.3.2.3 GPU加速（需NVIDIA显卡）

使用GPU加速特征提取，处理速度提升2-3倍

docker run -ti --rm -v ~/datasets:/datasets --gpus all opendronemap/odm:gpu --project-path /datasets/my_project --use-gpu

完整参数列表可通过docker run opendronemap/odm --help查看，常用参数速查表：

4.4 数据查看软件

4.4.1 正射影像与DEM查看(QGIS)

1. 下载安装
QGIS（国内用户建议使用OSGeo中国镜像）
2. 启动后点击"图层"→"添加图层"→"添加光栅图层"
3. 选择odm_orthophoto.tif文件，QGIS会自动识别地理坐标并定位

4.4.2 点云分析（CloudCompare）

1. 安装
CloudCompare：
2. 打开软件后拖拽odm_georeferenced_model.laz文件到窗口
3. 使用快捷键：
4. W：切换线框/实体显示
5. E：调整点大小
6. Ctrl+F：启用颜色映射，按高程着色

4.4.3 三维模型查看（MeshLab）

1. 安装
MeshLab
2. 打开odm_textured_model.obj文件
3. 右键点击模型→"渲染"→"纹理"启用纹理显示

5. 常见问题解决与性能优化

1. 影像重叠不足：确保前向重叠>70%，旁向>60%，解决方案：重新规划航线或使用--min-num-features 8000参数
2. 内存不足：处理200张以上影像需16GB+内存，临时解决方案：--downsample 0.5降低分辨率
3. GPS数据缺失：部分无人机未记录GPS，解决方案：添加--no-gps参数
4. 影像模糊：运动模糊会导致特征匹配失败，建议飞行速度
5. 光照变化大：拍摄时光照条件不一致，使用--use-3dmesh-texturing参数
6. 磁盘空间不足：单个项目需5-15GB空间，清理odm_texturing目录可释放临时文件
7. Docker权限问题：Linux用户需加入docker用户组，执行sudo usermod -aG docker $USER
8. 中文字符路径：所有文件夹和文件名不能包含中文
9. 相机参数异常：执行exiftool images/*.jpg检查焦距信息是否存在
10. 网络超时：首次运行需下载依赖，建议使用国内镜像或加速服务

6. 参考资料：

https://blog.csdn.net/gitblog_00189/article/details/151913607

https://segmentfault.com/a/1190000010612098

https://blog.csdn.net/V_V_V_V_V_V/article/details/148581770

https://blog.csdn.net/Hugh_W/article/details/144175562

posted @ 2025-11-23 15:08 gccbuaa 阅读(0) 评论(0) 收藏举报

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