Odak uzunluğunun 3B modelleme sonuçlarını nasıl etkilediğinin tanıtılmasıyla, odak uzaklığı ile FOV arasındaki bağlantı hakkında bir ön anlayışa sahip olabilirsiniz. Uçuş parametrelerinin ayarlanmasından 3B modelleme sürecine kadar, bu iki parametre her zaman yerindedir. Peki bu iki parametrenin 3B modelleme sonuçları üzerindeki etkisi nedir? Bu makalede, Rainpoo'nun ürün Ar-Ge sürecindeki bağlantıyı nasıl keşfettiğini ve uçuş yüksekliği ile 3B model sonucu arasındaki çelişki arasında nasıl bir denge bulunacağını anlatacağız.
RIY-D2, kadastro ölçüm projeleri için özel olarak geliştirilmiş bir üründür. Aynı zamanda açılır ve dahili lens tasarımını benimseyen en eski eğik kameradır. D2, yüksek modelleme doğruluğuna ve iyi modelleme kalitesine sahiptir; bu, düz arazide ve çok yüksek zeminlerde olmayan sahne modellemesi için uygundur. Bununla birlikte, büyük düşüş, karmaşık arazi ve topografya için (yüksek gerilim hatları, bacalar, baz istasyonları ve diğer yüksek binalar dahil), dronun uçuş güvenliği büyük bir sorun olacaktır.
Gerçek operasyonlarda, bazı müşteriler drone'nun yüksek gerilim hatlarını asmasına veya baz istasyonuna çarpmasına neden olan iyi bir uçuş yüksekliği planlamadı; Ya da bazı dronlar tehlikeli noktalardan geçebilecek kadar şanslı olsalar da, sadece hava fotoğraflarını kontrol ettiklerinde dronların tehlikeli noktalara çok yakın olduğunu öğrendiler .. Bu tehlikeler ve gizli tehlikeler çoğu zaman müşterilerde büyük mal kayıplarına neden oluyor.
Fotoğrafta bir baz istasyonu gösteriliyor, drone'ya çok yakın olduğunu görebiliyorsunuz, büyük olasılıkla Bu nedenle, birçok müşteri bize önerilerde bulundu: Uzun odak uzaklığına sahip eğik bir kamera, dronun uçuş yüksekliğini daha yükseğe çıkarmak ve uçuşu daha güvenli hale getirmek için tasarlanabilir mi? Müşteri ihtiyaçlarına dayalı olarak, D2'yi temel alarak, RIY-D3 adlı uzun odak uzaklığına sahip bir versiyon geliştirdik. D2 ile karşılaştırıldığında, aynı çözünürlükte D3, dronun uçuş yüksekliğini yaklaşık% 60 artırabilir.
D3'ün Ar-Ge'si sırasında, daha uzun bir odak uzaklığının daha yüksek bir uçuş yüksekliğine, daha iyi modelleme kalitesine ve daha yüksek doğruluğa sahip olabileceğine her zaman inandık. Ancak fiili çalışmadan sonra, beklendiği gibi olmadığını gördük, D2 ile karşılaştırdık, D3 tarafından oluşturulan 3B model nispeten zorlandı ve iş verimliliği nispeten düşüktü.
|İsim||Riy-D2 / D3|
|Ağırlık||850 g|
|Boyut||190 * 180 * 88 mm|
|Sensör tipi||APS-C|
|CMOS bir boyut||23,5 mm × 15,6 mm|
|Pikselin fiziksel boyutu||3.9um|
|Toplam piksel||120 MP|
|Mininum maruz kalma süresi aralığı||1 sn|
|Kamera pozlama modu||İzokronik / İzometrik Pozlama|
|odak uzaklığı||D2 için 20mm / 35mmD3 için 35mm / 50mm|
|Güç kaynağı||Tek tip tedarik (drone ile güç)|
|hafıza kapasitesi||320G|
|Veri indirme hızı||≥70M / sn|
|Çalışma sıcaklığı||-10 ° C ~ + 40 ° C|
|Firmware güncellemeleri||Bedava|
|IP oranı||IP 43|
Odak uzaklığı ile modelleme kalitesi arasındaki bağlantıyı anlamak çoğu müşteri için kolay değildir ve hatta birçok eğik kamera üreticisi bile yanlışlıkla uzun odak uzunluklu lensin modelleme kalitesi için yararlı olduğuna inanmaktadır.
Buradaki gerçek durum şudur: Bina cephesi için diğer parametrelerin aynı olduğu varsayımına göre, odak uzunluğu ne kadar uzunsa, modelleme eşitliği o kadar kötüdür. Burada ne tür bir mantıksal ilişki söz konusudur?
Son yazıda Odak uzaklığı 3B modelleme sonuçlarını nasıl etkiler? bundan bahsettik:
Diğer parametrelerin aynı olduğu varsayımı altında, odak uzaklığı yalnızca uçuş yüksekliğini etkileyecektir. Yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi, iki farklı odak lensi vardır, kırmızı uzun odaklı lensi ve mavi kısa odaklı lensi belirtir. Uzun odaklı mercek ve duvarın oluşturduğu maksimum açı α, kısa odaklı mercek ve duvarın oluşturduğu maksimum açı β'dir. Açıkçası:
Bu "açı" ne anlama geliyor? Merceğin FOV kenarı ile duvar arasındaki açı ne kadar büyükse, mercek duvara göre o kadar yataydır. Bina cepheleri hakkında bilgi toplarken, kısa odak lensleri duvar bilgilerini daha yatay olarak toplayabilir ve buna dayalı 3B modeller, cephenin dokusunu daha iyi yansıtabilir. Bu nedenle cepheli sahneler için merceğin odak uzaklığı ne kadar kısa olursa, toplanan cephe bilgisi o kadar zengin ve modelleme kalitesi o kadar iyi olur.
Saçaklı binalar için, aynı zemin çözünürlüğü koşullarında, merceğin odak uzaklığı ne kadar uzunsa, drone uçuş yüksekliği ne kadar yüksekse, saçakların altındaki kör noktalar o kadar fazla, modelleme kalitesi o kadar kötü olacaktır. Dolayısıyla bu senaryoda, daha uzun odak uzaklığına sahip lensi olan D3, daha kısa odak uzaklığına sahip lensle D2 ile rekabet edemez.
Modelin odak uzaklığı ile kalitesinin mantıksal bağlantısına göre lensin odak uzaklığı yeterince kısa ve FOV açısı yeterince büyükse çok lensli bir kameraya hiç ihtiyaç duyulmaz. Süper geniş açılı bir lens (balık gözü lens) tüm yönlere ait bilgileri toplayabilir. Aşağıda gösterildiği gibi:
Lensin odak uzaklığını olabildiğince kısa tasarlamak doğru değil mi?
Ultra kısa odak uzaklığının neden olduğu büyük bozulma sorunundan bahsetmiyorum bile. Eğik kameranın orto lensinin odak uzaklığı 10 mm olacak şekilde tasarlanmışsa ve veriler 2cm çözünürlükte toplanmışsa drone'nun uçuş yüksekliği sadece 51 metredir.
Açıkçası, drone, işleri yapmak için bu şekilde tasarlanmış eğik bir kamera ile donatılmışsa, kesinlikle tehlikeli olacaktır.
Not: Ultra geniş açılı lens, eğik fotoğraf modellemesinde sınırlı kullanım alanına sahip olsa da, Lidar modellemesi için pratik önemi vardır. Daha önce, ünlü bir Lidar şirketi bizimle iletişim kurmuştu ve bizden, zemin nesnesi yorumlama ve doku toplama için Lidar ile monte edilmiş geniş açılı lensli bir hava kamerası tasarlamamızı umuyordu.
D3'ün Ar-Ge'si, eğik fotoğrafçılık için odak uzunluğunun tekdüze uzun veya kısa olamayacağını anlamamızı sağladı. Uzunluk, modelin kalitesi, çalışma verimliliği ve uçuş yüksekliği ile yakından ilgilidir. Dolayısıyla, lens Ar-Ge'sinde dikkate alınması gereken ilk soru şudur: lenslerin odak uzunlukları nasıl belirlenir?
Kısa odak, iyi modelleme kalitesine sahip olmasına rağmen, uçuş yüksekliği düşük olsa da, dronun uçuşu için güvenli değildir. Dronların güvenliğini sağlamak için odak uzaklığının daha uzun tasarlanması gerekir, ancak daha uzun odak uzaklığı çalışma verimliliğini ve modelleme kalitesini etkileyecektir. Uçuş yüksekliği ile 3D modelleme kalitesi arasında belli bir çelişki var. Bu çelişkiler arasında bir uzlaşma aramalıyız.
D3'ten sonra, bu çelişkili faktörleri kapsamlı şekilde değerlendirmemize dayanarak, DG3 eğik kamerayı geliştirdik. DG3, hem D2'nin 3D modelleme kalitesini hem de D3'ün uçuş yüksekliğini hesaba katarken, aynı zamanda bir ısı dağıtma ve toz giderme sistemi de ekleyerek sabit kanatlı veya VTOL dronlarda da kullanılabilir. DG3, Rainpoo için en popüler eğik kameradır, aynı zamanda piyasada en yaygın kullanılan eğik kameradır.
|İsim||Riy-DG3|
|Ağırlık||650 g|
|Boyut||170 * 160 * 80 mm|
|Sensör tipi||APS-C|
|CCD boyutu||23,5 mm × 15,6 mm|
|Pikselin fiziksel boyutu||3.9um|
|Toplam piksel||120 MP|
|Mininum maruz kalma süresi aralığı||0.8 sn|
|Kamera pozlama modu||İzokronik / İzometrik Pozlama|
|odak uzaklığı||28 mm / 40 mm|
|Güç kaynağı||Tek tip tedarik (drone ile güç)|
|hafıza kapasitesi||320 / 640G|
|Veri indirme hızı||≥80M / sn|
|Çalışma sıcaklığı||-10 ° C ~ + 40 ° C|
|Firmware güncellemeleri||Bedava|
|IP oranı||IP 43|
RIY-Pros serisi eğik kamera, daha iyi modelleme kalitesi sağlayabilir. Peki profesyonellerin lens düzeni ve odak uzaklığı ayarında hangi özel tasarımı var? Bu sayıda, Pros parametrelerinin arkasındaki tasarım mantığını tanıtmaya devam edeceğiz.
Önceki içerik böyle bir görüşten bahsediyordu: odak uzaklığı ne kadar kısa olursa, görüş açısı ne kadar büyükse, bina cephesi bilgisi o kadar fazla toplanabilir ve modelleme kalitesi o kadar iyi olur.
Elbette makul bir odak uzaklığı belirlemenin yanı sıra, modelleme etkisini iyileştirmek için başka bir yol da kullanabiliriz: doğrudan eğik lenslerin açısını artırın, bu da daha bol cephe bilgisi toplayabilir.
Fakat aslında, daha büyük bir eğik açı ayarlamak modelleme kalitesini iyileştirebilse de, iki yan etkisi de vardır:
1: Çalışma verimliliği düşecek. Eğik açının artması ile uçuş rotasının dışa doğru genişlemesi de çok artacaktır. Eğik açı 45 ° 'yi aştığında, uçuş verimliliği keskin bir şekilde düşecektir.
Örneğin profesyonel hava kamerası Leica RCD30, eğik açısı sadece 30 °, bu tasarımın nedenlerinden biri de çalışma verimliliğini artırmaktır.
2: Eğik açı çok büyükse, güneş ışığı kameraya kolayca girerek parlamaya neden olur (özellikle puslu bir günün sabah ve öğleden sonra). Rainpoo eğik kamera, dahili lens tasarımını benimseyen en eski modeldir. Bu tasarım, eğik güneş ışığından etkilenmesini önlemek için lenslere bir başlık eklemeye eşdeğerdir.
Özellikle küçük dronlar için genel olarak uçuş tutumları nispeten zayıftır. Mercek eğik açısı ve drone'nun tutumu üst üste getirildikten sonra, parlama sorununu daha da artırarak, başıboş ışık kolayca kameraya girebilir.
Deneyimlere göre, uzaydaki herhangi bir nesne için model kalitesini sağlamak için uçuş sırasında beş lens grubunun doku bilgisini kaplamak en iyisidir.
Bunu anlamak kolaydır. Örneğin, eski bir binanın 3 boyutlu bir modelini inşa etmek istiyorsak, daire uçuşunun modelleme kalitesi, dört taraftan sadece birkaç fotoğraf çekmenin kalitesinden çok daha iyi olmalıdır.
Fotoğraflar ne kadar fazla kaplanırsa, içerdiği daha fazla uzamsal ve doku bilgisi ve daha iyi modelleme kalitesi. Eğik fotoğrafçılık için uçuş rotası çakışmasının anlamı budur.
Örtüşme derecesi, 3B modelin kalitesini belirleyen temel faktörlerden biridir. Eğik fotoğrafçılığın genel sahnesinde, örtüşme oranı çoğunlukla% 80 başlık ve% 70 yanlamadır (gerçek veriler gereksizdir).
Aslında, yanlar için aynı derecede üst üste binme kesinlikle en iyisidir, ancak çok yüksek yanlamasına örtüşme, uçuş verimliliğini önemli ölçüde azaltacaktır (özellikle sabit kanatlı insansız hava araçları için), bu nedenle verimliliğe bağlı olarak, genel yanlamasına örtüşme, başlık çakışması.
İpuçları: Çalışma verimliliği göz önüne alındığında, örtüşme derecesi mümkün olduğu kadar yüksek değildir. Belirli bir "standardı" aştıktan sonra, örtüşme derecesinin iyileştirilmesi, 3B model üzerinde sınırlı bir etkiye sahiptir. Deneysel geri bildirimlerimize göre, bazen örtüşmeyi artırmak aslında modelin kalitesini düşürecektir. Örneğin, 3 ~ 5 cm çözünürlüklü bir modelleme sahnesi için, daha düşük örtüşme derecesinin modelleme kalitesi bazen yüksek örtüşme derecesinden daha iyidir.
Uçuştan önce,% 80 yön ve% 70 yanlamasına örtüşme ayarladık, bu sadece teorik örtüşmedir. Uçuş sırasında drone hava akışından etkilenecek,ve tutumdaki değişiklik, gerçek örtüşmenin teorik örtüşmeden daha az olmasına neden olacaktır.
Genel olarak, ister çok rotorlu ister sabit kanatlı bir drone olsun, uçuş tutumu ne kadar zayıfsa, 3D modelin kalitesi o kadar kötüdür. Daha küçük çok rotorlu veya sabit kanatlı drone'lar ağırlık olarak daha hafif ve boyutları daha küçük olduğundan, harici hava akışından kaynaklanan parazitlere karşı hassastırlar. Uçuş tutumları genellikle orta / büyük çok rotorlu veya sabit kanatlı insansız hava araçlarınınki kadar iyi değildir, bu da bazı belirli yer alanlarındaki gerçek örtüşme derecesinin yeterli olmamasıyla sonuçta modelleme kalitesini etkiler.
Binanın yüksekliği arttıkça 3 boyutlu modellemenin zorluğu artacaktır. Birincisi, yüksek katlı binanın dronun uçuş riskini artıracağı ve ikincisi, binanın yüksekliği arttıkça, yüksek katlı parçaların üst üste binmesinin keskin bir şekilde düşmesi ve 3B modelin kalitesinin düşmesine neden olmasıdır.
Yukarıdaki sorun için birçok deneyimli müşteri bir çözüm buldu: örtüşme derecesini artırmak. Aslında, örtüşme derecesinin artmasıyla, model etkisi büyük ölçüde iyileştirilecektir. Aşağıdaki, yaptığımız deneylerin bir karşılaştırmasıdır:
Yukarıdaki karşılaştırmadan şunu bulacağız: Çakışma derecesindeki artışın, alçak binaların modelleme kalitesi üzerinde çok az etkisi vardır; ancak yüksek binaların modelleme kalitesi üzerinde büyük etkisi vardır.
Bununla birlikte, örtüşme derecesi arttıkça, havadan çekilmiş fotoğrafların sayısı artacak ve veri işleme süresi de artacaktır.
2 Etkisi odak uzaklığı açık 3 boyutlu Yüksek Binanın Modelleme Kalitesi
Önceki içerikte böyle bir sonuca vardık:İçin cephe binası 3 boyutlu modelleme sahneleri, odak uzaklığı ne kadar uzunsa, modelleme o kadar kötü kalite. Bununla birlikte, yüksek katlı alanların 3D modellemesi için, modelleme kalitesini sağlamak için daha uzun bir odak uzaklığı gereklidir. Aşağıda gösterildiği gibi:
Aynı çözünürlük ve üst üste binme derecesi koşulları altında, uzun odak uzaklığı lensi, çatının gerçek örtüşme derecesini ve yüksek binaların daha iyi bir modelleme kalitesini elde etmek için yeterince güvenli bir uçuş yüksekliğini sağlayabilir.
Örneğin, DG4pros eğik kamera yüksek binaların 3B modellemesini yapmak için kullanıldığında, sadece iyi modelleme kalitesi elde etmekle kalmaz, aynı zamanda doğruluk hala 1: 500 kadastro ölçüm gereksinimlerine ulaşabilir, bu da uzun odaklamanın avantajıdır. uzunlukta lensler.
Durum: Eğik fotoğrafçılığın başarılı örneği
Daha iyi bir modelleme kalitesi elde etmek için, aynı çözünürlük öncülüğünde, yeterli örtüşme ve geniş görüş alanlarının sağlanması gerekir. Arazi yüksekliği farklılıklarının büyük olduğu bölgeler veya yüksek binalar için, lensin odak uzaklığı da modelleme kalitesini etkileyen önemli bir faktör. Yukarıdaki ilkelere dayanarak, Rainpoo RIY-Pros serisi eğik kameralar, lens üzerinde aşağıdaki üç optimizasyonu yaptı:
1 Len düzenini değiştirinses
Pros serisi eğik kameralar için en sezgisel duygu, şeklinin yuvarlaktan kareye değişmesidir. Bu değişikliğin en doğrudan nedeni, lens düzeninin değişmiş olmasıdır.
Bu düzenin avantajı, kamera boyutunun daha küçük olacak şekilde tasarlanabilmesi ve ağırlığın nispeten daha hafif olabilmesidir. Bununla birlikte, bu düzen, sol ve sağ oblik lenslerin üst üste binme derecesinin ön, orta ve arka perspektiflerden daha düşük olmasına neden olacaktır: yani, gölge A alanı, gölge B'nin alanından daha küçüktür.
Daha önce de bahsettiğimiz gibi, uçuş verimliliğini artırmak için, yanlamasına örtüşme genellikle başlık örtüşmesinden daha küçüktür ve bu "çevre düzeni", yanal üst üste binmeyi daha da azaltacaktır, bu nedenle yanal 3B model başlık 3B'den daha zayıf olacaktır. model.
Bu nedenle, RIY-Pros serisi için Rainpoo, lens düzenini şu şekilde değiştirdi: paralel düzen. Aşağıda gösterildiği gibi:
Bu düzen, şeklin ve ağırlığın bir kısmını feda edecek, ancak avantajı, yeterli yanlamasına örtüşme sağlayabilmesi ve daha iyi bir modelleme kalitesi elde edebilmesidir. Gerçek uçuş planlamasında, RIY-Profesyoneller uçuş verimliliğini artırmak için bazı yanlamasına örtüşmeleri azaltabilir.
2 Açısını ayarlayın eğik lenses
"Paralel yerleşim" in avantajı, sadece yeterli örtüşmeyi sağlamakla kalmaz, aynı zamanda yan görüş alanını arttırması ve binaların daha fazla doku bilgisini toplayabilmesidir.
Bu temelde, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, eğik lenslerin odak uzaklığını da artırdık, böylece alt kenarı önceki "çevre düzeni" düzeninin alt kenarı ile çakışacak ve aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi açının yandan görünümünü daha da artırdık:
Bu düzenin avantajı, eğik lenslerin açısı değişmesine rağmen uçuş verimliliğini etkilememesidir. Ve yan lenslerin görüş alanı büyük ölçüde iyileştirildikten sonra, daha fazla cephe bilgisi verisi toplanabilir ve modelleme kalitesi elbette iyileştirilir.
Kontrast deneyleri ayrıca, lenslerin geleneksel düzenine kıyasla, Pros serisi düzeninin, 3B modellerin yana doğru kalitesini gerçekten artırabileceğini gösteriyor.
Soldaki, geleneksel yerleşim kamerası tarafından oluşturulan 3B model ve sağdaki, Profesyoneller kamerası tarafından oluşturulan 3B modeldir.
3 Odak uzaklığını artırın. eğik lensler
RIY-Pros eğik kamera lensleri geleneksel "çevre düzeni" nden "paralel düzene" değiştirilir ve eğik lenslerle çekilen fotoğrafların yakın nokta çözünürlüğünün uzak nokta çözünürlüğüne oranı da artacaktır.
Oranın kritik değeri aşmamasını sağlamak için, Pros oblik lenslerin odak uzunluğu öncekine göre% 5 ~% 8 artırıldı.
|İsim||Riy-DG3 Artıları|
|Ağırlık||710 g|
|Boyut||130 * 142 * 99,5 mm|
|Sensör tipi||APS-C|
|CCD boyutu||23,5 mm × 15,6 mm|
|Pikselin fiziksel boyutu||3.9um|
|Toplam piksel||120 MP|
|Mininum maruz kalma süresi aralığı||0.8 sn|
|Kamera pozlama modu||İzokronik / İzometrik Pozlama|
|odak uzaklığı||28 mm / 43 mm|
|Güç kaynağı||Tek tip tedarik (drone ile güç)|
|hafıza kapasitesi||640G|
|Veri indirme hızı||≥80M / sn|
|Çalışma sıcaklığı||-10 ° C ~ + 40 ° C|
|Firmware güncellemeleri||Bedava|
|IP oranı||IP 43|