Rainpoo'nun ürün serisinin Ar-Ge hattı

Odak uzaklığı 3B modelleme sonuçlarını nasıl etkiler'in tanıtımıyla, odak uzaklığı ile FOV arasındaki bağlantı hakkında bir ön anlayışa sahip olabilirsiniz. Uçuş parametrelerinin ayarlanmasından 3D modelleme sürecine kadar bu iki parametrenin her zaman yeri vardır. Peki bu iki parametrenin 3B modelleme sonuçları üzerinde ne etkisi var? Bu yazıda, Rainpoo'nun ürün Ar-Ge sürecindeki bağlantıyı nasıl keşfettiğini ve uçuş yüksekliği ile 3D model sonucu arasındaki çelişki arasında nasıl bir denge bulunacağını tanıtacağız.

1、D2'den D3'e

RIY-D2, kadastro projeleri için özel olarak geliştirilmiş bir üründür. Aynı zamanda, açılır ve dahili lens tasarımını benimseyen en eski eğik kameradır. D2, düz arazide ve çok yüksek olmayan zeminlerde sahne modellemesi için uygun olan yüksek modelleme doğruluğuna ve iyi modelleme kalitesine sahiptir. Ancak büyük düşüş, karmaşık arazi ve topoğrafya (yüksek gerilim hatları, bacalar, baz istasyonları ve diğer yüksek binalar dahil) için drone'nun uçuş güvenliği büyük bir sorun olacaktır.

Gerçek operasyonlarda, bazı müşteriler iyi bir uçuş yüksekliği planlamadı, bu da drone'nun yüksek voltaj hatlarını asmasına veya baz istasyonuna çarpmasına neden oldu; Veya bazı drone'lar tehlikeli noktalardan geçecek kadar şanslı olsalar da, drone'ların tehlikeli noktalara çok yakın olduğunu havadan çekilen fotoğraflara baktıklarında öğrendiler.

Fotoğrafta bir baz istasyonu görünüyor, drone'a çok yakın olduğunu görebilirsiniz, çarpma ihtimali çok yüksek Bu nedenle, birçok müşteri bize önerilerde bulundu: Drone'nun uçuş yüksekliğini yükseltmek ve uçuşu daha güvenli hale getirmek için uzun odak uzaklığına sahip eğik bir kamera tasarlanabilir mi? Müşteri ihtiyaçlarına göre, D2'ye dayalı olarak, RIY-D3 adında uzun bir odak uzaklığı sürümü geliştirdik. D2 ile karşılaştırıldığında, aynı çözünürlükte D3, drone'nun uçuş yüksekliğini yaklaşık %60 oranında artırabilir.

D3'ün Ar-Ge çalışmaları sırasında, daha uzun bir odak uzaklığının daha yüksek uçuş yüksekliğine, daha iyi modelleme kalitesine ve daha yüksek doğruluğa sahip olabileceğine her zaman inandık. Ancak fiili çalışmadan sonra, beklendiği gibi olmadığını, D2 ile karşılaştırıldığında, D3 tarafından oluşturulan 3B modelin nispeten gergin olduğunu ve iş verimliliğinin nispeten düşük olduğunu gördük.

İsim	Riy-D2/D3
Ağırlık	850g
Boyut	19018088mm
Sensör tipi	APS-C
CMOS bir boyut	23,5 mm × 15,6 mm
Pikselin fiziksel boyutu	3,9um
Toplam piksel	120MP
Minimum maruz kalma süresi aralığı	1s
Kamera pozlama modu	İzokronik/İzometrik Pozlama
odak uzaklığı	D2 için 20mm/35mmD3 için 35mm/50mm
Güç kaynağı	Üniforma kaynağı (Drone ile güç)
hafıza kapasitesi	320G
Veri indirme hızı	≥70M/sn
çalışma sıcaklığı	-10°C~+40°C
Firmware güncellemeleri	ücretsiz
IP oranı	IP 43

2, Odak uzaklığı ve modelleme kalitesi arasındaki bağlantı

Odak uzaklığı ile modelleme kalitesi arasındaki bağlantıyı çoğu müşterinin anlaması kolay değildir ve birçok eğik kamera üreticisi bile yanlışlıkla uzun odak uzaklıklı bir merceğin modelleme kalitesi için yararlı olduğuna inanmaktadır.

Buradaki gerçek durum şudur: Diğer parametrelerin aynı olduğu varsayımıyla, bina cephesi için odak uzaklığı ne kadar uzun olursa, modelleme eşitliği o kadar kötü olur. Burada ne tür bir mantıksal ilişki söz konusudur?

son yazıda Odak uzaklığı 3B modelleme sonuçlarını nasıl etkiler? bundan bahsetmiştik:

Diğer parametrelerin aynı olduğu varsayımı altında, odak uzaklığı sadece uçuş yüksekliğini etkileyecektir. Yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi, iki farklı odak lensi vardır, kırmızı uzun odaklı bir lensi ve mavi kısa odaklı bir lensi gösterir. Uzun odaklı merceğin ve duvarın oluşturduğu maksimum açı α, kısa odaklı merceğin ve duvarın oluşturduğu maksimum açı β'dır. Açıkça:

Bu "açı" ne anlama geliyor? Merceğin FOV'unun kenarı ile duvar arasındaki açı ne kadar büyük olursa, mercek duvara göre o kadar yatay olur. Bina cepheleri hakkında bilgi toplarken, kısa odaklı lensler 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 bilgileri o kadar zengin ve modelleme kalitesi o kadar iyi olur.

Saçaklı binalar için, aynı zemin çözünürlüğü koşullarında, merceğin odak uzaklığı ne kadar uzun olursa, drone uçuş yüksekliği ne kadar yüksek olursa, saçakların altında o kadar fazla kör nokta olursa, modelleme kalitesi o kadar kötü olur. Dolayısıyla bu senaryoda, daha uzun odak uzunluklu bir lense sahip D3, daha kısa odak uzunluklu bir lense sahip D2 ile rekabet edemez.

3, Uçağın uçuş yüksekliği ile 3D modelin kalitesi arasındaki çelişki

Odak uzaklığının mantık bağlantısına ve modelin kalitesine göre, merceğin odak uzaklığı yeterince kısa ve FOV açısı yeterince büyükse, çok mercekli kameraya hiç ihtiyaç yoktur. Süper geniş açılı bir mercek (balık gözü mercek) her yönden bilgi toplayabilir. Aşağıda gösterildiği gibi:

Lensin odak uzaklığını olabildiğince kısa tasarlamak iyi değil mi?

Ultra kısa odak uzaklığının neden olduğu büyük bozulma probleminden bahsetmiyorum bile. Oblik kameranın orto merceğinin odak uzaklığı 10 mm olarak tasarlanmışsa ve veriler 2 cm çözünürlükte toplanmışsa, drone'nun uçuş yüksekliği sadece 51 metredir.

Açıkçası, drone, işleri yapmak için bu şekilde tasarlanmış bir eğik kamera ile donatılmışsa, kesinlikle tehlikeli olacaktır.

Not: Ultra geniş açılı lens, eğik fotoğrafçılık modellemesinde sınırlı sahne kullanımına sahip olsa da, Lidar modelleme için pratik önemi vardır. Daha önce, ünlü bir Lidar şirketi, yer nesnesi yorumlama ve doku toplama için Lidar ile monte edilmiş geniş açılı lensli bir hava kamerası tasarlamamızı umarak bizimle iletişime geçmişti.

4、D3'ten DG3'e

D3'ün Ar-Ge'si, eğik fotoğrafçılık için odak uzaklığının monoton bir şekilde uzun veya kısa olamayacağını anlamamızı sağladı. Uzunluk, modelin kalitesi, çalışma verimliliği ve uçuşun yüksekliği ile yakından ilgilidir. Dolayısıyla lens Ar-Ge'sinde dikkate alınması gereken ilk soru şudur: lenslerin odak uzunlukları nasıl ayarlanır?

Kısa odak iyi bir modelleme kalitesine sahip olmasına rağmen uçuş yüksekliği düşük olmasına rağmen, drone uçuşu için güvenli değildir. Drone'ların güvenliğini sağlamak için odak uzaklığı daha uzun tasarlanmalıdır, 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.

Dolayısıyla, D3'ten sonra, bu çelişkili faktörleri kapsamlı bir şekilde değerlendirmemize dayanarak, DG3 eğik kamerayı geliştirdik. DG3, D2'nin hem 3D modelleme kalitesini hem de D3'ün uçuş yüksekliğini hesaba katarken, aynı zamanda sabit kanatlı veya VTOL drone'larda da kullanılabilmesi için bir ısı yayma ve toz giderme sistemi ekliyor. DG3, Rainpoo için en popüler eğik kameradır, aynı zamanda piyasada en yaygın kullanılan eğik kameradır.

İsim	Riy-DG3
Ağırlık	650g
Boyut	17016080mm
Sensör tipi	APS-C
CCD boyutu	23,5 mm × 15,6 mm
Pikselin fiziksel boyutu	3,9um
Toplam piksel	120MP
Minimum maruz kalma süresi aralığı	0.8s
Kamera pozlama modu	İzokronik/İzometrik Pozlama
odak uzaklığı	28mm/40mm
Güç kaynağı	Üniforma kaynağı (Drone ile güç)
hafıza kapasitesi	320/640G
Veri indirme hızı	≥80M/sn
çalışma sıcaklığı	-10°C~+40°C
Firmware güncellemeleri	ücretsiz
IP oranı	IP 43

5、DG3'ten DG3Pros'a

RIY-Pros serisi eğik kamera, daha iyi modelleme kalitesi elde edebilir. Peki Profesyonellerin lens düzeni ve odak uzaklığı ayarında ne gibi özel tasarımları var? Bu sayımızda Pros parametrelerinin arkasındaki tasarım mantığını tanıtmaya devam edeceğiz.

6, Eğik lens açısı ve modelleme kalitesi

Önceki içerik böyle bir görüşten bahsetmişti: odak uzaklığı ne kadar kısa olursa, görüş açısı o kadar büyük olur, o kadar fazla bina cephesi bilgisi toplanabilir ve modelleme kalitesi o kadar iyi olur.

Makul bir odak uzaklığı ayarlamanın yanı sıra, elbette, modelleme etkisini iyileştirmek için başka bir yol da kullanabiliriz: Daha bol cephe bilgisi de toplayabilen eğik lenslerin açısını doğrudan artırın.

Ama aslında, daha büyük bir eğik açı ayarlamak modelleme kalitesini iyileştirebilse de, iki yan etkisi de vardır:

1: Çalışma verimliliği azalır. Eğik açının artmasıyla birlikte uçuş rotasının dışa doğru genişlemesi de bir hayli 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 çalışma verimliliğini artırmak.

2: Eğik açı çok büyükse, güneş ışığı kameraya kolayca girerek parlamaya neden olur. (özellikle puslu bir günün sabah ve öğleden sonraları). Rainpoo eğik kamera, dahili lens tasarımını benimseyen en eski kameradır. Bu tasarım, lenslerin eğik güneş ışığından etkilenmesini önlemek için lenslere bir başlık eklemeye eşdeğerdir.

Özellikle küçük dronlar için genel olarak uçuş tutumları nispeten zayıftır. Objektif eğik açısı ve drone'nun konumu üst üste bindirildikten sonra, başıboş ışık kameraya kolayca girerek parlama sorununu daha da büyütebilir.

7, Güzergah örtüşmesi ve modelleme kalitesi

Deneyimlere göre, uzaydaki herhangi bir nesne için model kalitesini sağlamak için, uçuş sırasında beş mercek grubunun doku bilgisini kapatmak en iyisidir.

Bunu anlamak kolaydır. Örneğin, eski bir binanın 3 boyutlu modelini yapmak istiyorsak, daire uçuşunun modelleme kalitesi, dört taraftan sadece birkaç fotoğraf çekme kalitesinden çok daha iyi olmalıdır.

Ne kadar çok kapsanan fotoğraf, o kadar çok mekansal ve doku bilgisi içerir ve modelleme kalitesi o kadar iyi olur. Eğik fotoğrafçılık için uçuş rotası örtüşmesinin anlamı budur.

Örtüşme derecesi, 3D modelin kalitesini belirleyen kilit faktörlerden biridir. Eğik fotoğrafçılığın genel sahnesinde, örtüşme oranı çoğunlukla %80 istikamette ve %70 yanlardadır (gerçek veriler gereksizdir).

Aslında, yan yönler için aynı derecede örtüşmeye sahip olmak kesinlikle en iyisidir, ancak çok yüksek yan örtüşme uçuş verimliliğini önemli ölçüde azaltacaktır (özellikle sabit kanatlı dronlar için), bu nedenle verimliliğe dayalı olarak, genel yan örtüşme, uçuş verimliliğini önemli ölçüde azaltacaktır. başlık örtüşüyor.

İpuçları: Çalışma verimliliği göz önüne alındığında, örtüşme derecesi mümkün olduğu kadar yüksek değildir. Belirli bir "standart" aşıldıktan sonra, örtüşme derecesinin iyileştirilmesi 3D model üzerinde sınırlı bir etkiye sahiptir. Deneysel geri bildirimimize göre, bazen örtüşmeyi artırmak aslında modelin kalitesini düşürecektir. Örneğin, 3 ~ 5 cm çözünürlüklü bir modelleme sahnesi için, daha düşük örtüşme derecesinin modelleme kalitesi bazen daha yüksek örtüşme derecesinden daha iyidir.

8 、 teorik örtüşme ile gerçek örtüşme arasındaki fark

Uçuştan önce, sadece teorik örtüşme olan %80 yön ve %70 yan örtüşme ayarlarız. Uçuşta drone hava akımından 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 de o kadar kötü olur. Daha küçük çok rotorlu veya sabit kanatlı dronlar ağırlık olarak daha hafif ve boyut olarak daha küçük olduğundan, dış hava akımından kaynaklanan parazitlere karşı hassastırlar. Uçuş tutumları genellikle orta / büyük çok rotorlu veya sabit kanatlı dronlarınki kadar iyi değildir, bu da sonuçta modelleme kalitesini etkileyen bazı belirli yer alanlarındaki fiili örtüşme derecesinin yeterli olmamasına neden olur.

9、Yüksek binaların 3D modellemesindeki zorluklar

Bina yüksekliği arttıkça 3D modellemenin zorluğu da artacaktır. Birincisi, yüksek katlı binanın drone'nun uçuş riskini artıracağı ve ikincisi, binanın yüksekliği arttıkça yüksek binaların üst üste binmesinin keskin bir şekilde düşmesi ve bunun sonucunda 3D modelin kalitesinin düşmesine neden olması.

1 Artan Örtüşmenin Etkisi 3 boyutlu Yüksek Binaların Modelleme Kalitesi

Yukarıdaki sorun için birçok deneyimli müşteri bir çözüm buldu: örtüşme derecesini artırın. Gerçekten de, örtüşme derecesinin artmasıyla model etkisi büyük ölçüde iyileşecektir. Yaptığımız deneylerin bir karşılaştırması aşağıdadır:

Yukarıdaki karşılaştırma yoluyla şunu bulacağız: örtüşme derecesindeki artışın alçak binaların modelleme kalitesi üzerinde çok az etkisi vardır; ancak yüksek binaların modelleme kalitesi üzerinde büyük etkisi vardır.

Ancak örtüşme derecesi arttıkça hava fotoğraflarının sayısı artacak ve veri işleme süresi de artacaktır.

2 Etkisi odak uzaklığı üzerinde 3 boyutlu Yüksek Binaların Modelleme Kalitesi

Önceki içerikte böyle bir sonuca vardık:İçin cephe binası 3 boyutlu modelleme sahneleri, odak uzaklığı ne kadar uzun olursa, modelleme o kadar kötü olur kalite. Ancak, yüksek alanların 3D modellemesi için modelleme kalitesini sağlamak için daha uzun bir odak uzaklığı gereklidir. Aşağıda gösterildiği gibi:

Aynı çözünürlük ve örtüşme derecesi koşulları altında, uzun odak uzaklığı lensi, yüksek binaların daha iyi bir modelleme kalitesi elde etmek için çatının gerçek örtüşme derecesini ve yeterince güvenli bir uçuş yüksekliğini sağlayabilir.

Örneğin, DG4pros eğik kamera yüksek binaların 3D modellemesini yapmak için kullanıldığında, sadece iyi modelleme kalitesi elde etmekle kalmaz, aynı zamanda doğruluk yine de 1:500 kadastro gereksinimlerine ulaşabilir, bu da uzun odaklamanın avantajıdır. uzunluk lensler.

Durum: Bir eğik fotoğrafçılık vakası

10、RIY-Pros serisi eğik kameralar

Aynı çözünürlük öncülüğünde daha iyi bir modelleme kalitesi elde etmek için, yeterli örtüşme ve geniş görüş alanları sağlamak gerekir. Büyük arazi yükseklik farklılıkları veya yüksek binalar olan bölgeler için, merceğin odak uzaklığı da modelleme kalitesini etkileyen önemli bir faktördür. Yukarıdaki ilkelere dayanarak, Rainpoo RIY-Pros serisi eğik kameralar, lens üzerinde aşağıdaki üç optimizasyonu yapmıştır:

1 Lensin düzenini değiştirinses

Pros serisi eğik kameralar için en sezgisel duygu, şeklinin yuvarlaktan kareye değişmesidir. Bu değişikliğin en doğrudan nedeni lens düzeninin değişmiş olmasıdır.

Bu yerleşimin avantajı, kamera boyutunun daha küçük olacak şekilde tasarlanabilmesi ve ağırlığının nispeten daha hafif olabilmesidir. Bununla birlikte, bu düzen, sol ve sağ eğik lenslerin üst üste binme derecesinin ön, orta ve arka perspektiflerden daha düşük olmasına neden olacaktır: yani, gölge A'nın alanı, gölge B'nin alanından daha küçüktür.

Daha önce de belirttiğimiz gibi, uçuş verimliliğini artırmak için, yan örtüşme genellikle yön örtüşmesinden daha küçüktür ve bu “çevre düzeni” yan örtüşmeyi daha da azaltacaktır, bu nedenle yanal 3D model, 3D rotadan daha zayıf olacaktır. modeli.

Rainpoo, RIY-Pros serisi için lens düzenini şu şekilde değiştirdi: paralel düzen. Aşağıda gösterildiği gibi:

Bu düzen, şeklin ve ağırlığın bir kısmını feda edecektir, ancak avantajı, yanlara doğru yeterli örtüşmeyi sağlayabilmesi ve daha iyi bir modelleme kalitesi elde edebilmesidir. Gerçek uçuş planlamasında, RIY-Pros, uçuş verimliliğini artırmak için bazı yan örtüşmeleri azaltabilir.

2 açısını ayarlayın eğik uzunses

“Paralel yerleşimin” avantajı, sadece yeterli örtüşmeyi sağlamakla kalmayıp, aynı zamanda yan FOV'u da arttırması ve binaların daha fazla doku bilgisi toplayabilmesidir.

Bu temelde, eğik lenslerin odak uzunluğunu da artırdık, böylece alt kenarı önceki "çevresel yerleşim" düzeninin alt kenarıyla çakıştı ve aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi açının yandan görünümünü daha da artırdık:

Bu yerleşimin avantajı, eğik lenslerin açısının değişmesine rağmen uçuş verimliliğini etkilememesidir. Ve yan lenslerin FOV'u büyük ölçüde iyileştirildikten sonra, daha fazla cephe bilgisi verisi toplanabilir ve elbette modelleme kalitesi iyileştirilir.

Kontrast deneyleri ayrıca, lenslerin geleneksel düzeniyle karşılaştırıldığında, Pros serisi düzeninin 3D modellerin yanal kalitesini gerçekten iyileştirebileceğini gösteriyor.

Soldaki, geleneksel yerleşim kamerası tarafından oluşturulan 3B model ve sağdaki, Profesyonel kamera tarafından oluşturulan 3B modeldir.

3 Odak uzunluğunu artırın eğik lensler

RIY-Pros eğik kamera lensleri, geleneksel “çevre yerleşimi”nden “paralel yerleşime” değiştirilir ve eğik lenslerle çekilen fotoğrafların yakın nokta çözünürlüğünün uzak nokta çözünürlüğüne oranı da artacaktır.

Oranın kritik değeri aşmamasını sağlamak için, Pros eğik lenslerin odak uzaklığı eskisine göre %5 ~ %8 oranında artırılmıştır.

İsim	Riy-DG3 Artıları
Ağırlık	710g
Boyut	13014299,5 mm
Sensör tipi	APS-C
CCD boyutu	23,5 mm × 15,6 mm
Pikselin fiziksel boyutu	3,9um
Toplam piksel	120MP
Minimum maruz kalma süresi aralığı	0.8s
Kamera pozlama modu	İzokronik/İzometrik Pozlama
odak uzaklığı	28mm/43mm
Güç kaynağı	Üniforma kaynağı (Drone ile güç)
hafıza kapasitesi	640G
Veri indirme hızı	≥80M/sn
çalışma sıcaklığı	-10°C~+40°C
Firmware güncellemeleri	ücretsiz
IP oranı	IP 43