Rainpoo produktu sērijas pētniecības un attīstības līnija

Ieviešot sadaļu Kā fokusa attālums ietekmē 3D modelēšanas rezultātus, varat iegūt iepriekšēju izpratni par saikni starp fokusa attālumu un FOV. No lidojuma parametru iestatīšanas līdz 3D modelēšanas procesam šiem diviem parametriem vienmēr ir sava vieta. Tātad, kāda ir šo divu parametru ietekme uz 3D modelēšanas rezultātiem? Šajā rakstā mēs iepazīstināsim ar to, kā Rainpoo atklāja saikni produkta pētniecības un attīstības procesā un kā atrast līdzsvaru starp pretrunu starp lidojuma augstumu un 3D modeļa rezultātu.

1、No D2 līdz D3

RIY-D2 ir produkts, kas īpaši izstrādāts kadastrālās uzmērīšanas projektiem. Tā ir arī agrākā slīpā kamera, kas izmanto nolaižamo izvēlni un iekšējo objektīvu. D2 ir augsta modelēšanas precizitāte un laba modelēšanas kvalitāte, kas ir piemērota sižetu modelēšanai ar līdzenu reljefu un ne pārāk augstām grīdām. Tomēr liela kritiena, sarežģīta reljefa un reljefa gadījumā (ieskaitot augstsprieguma līnijas, skursteņus, bāzes stacijas un citas daudzstāvu ēkas) bezpilota lidaparāta lidojuma drošība būs liela problēma.

Faktiskajās darbībās daži klienti neplānoja labu lidojuma augstumu, kā rezultātā drons nokarāja augstsprieguma līnijas vai atsitās pret bāzes staciju; Vai arī, lai arī dažiem bezpilota lidaparātiem paveicās izbraukt cauri bīstamajām vietām, viņi tikai, pārbaudot aerofotoattēlus, uzzināja, ka droni atrodas ļoti tuvu bīstamajām vietām.. Šīs briesmas un slēptās briesmas klientiem bieži rada milzīgus īpašuma zaudējumus.

Fotoattēlā ir redzama bāzes stacija, var redzēt, ka tā atrodas ļoti tuvu dronam, ļoti iespējams, ka uzsitīsies Tāpēc daudzi klienti mums ir snieguši ieteikumus: vai liela fokusa attāluma slīpo kameru var veidot tā, lai drona lidojuma augstums būtu augstāks un lidojums būtu drošāks? Pamatojoties uz klientu vajadzībām, pamatojoties uz D2, mēs esam izstrādājuši liela fokusa attāluma versiju ar nosaukumu RIY-D3. Salīdzinot ar D2, tajā pašā izšķirtspējā D3 var palielināt drona lidojuma augstumu par aptuveni 60%.

D3 izpētes un izstrādes laikā mēs vienmēr esam uzskatījuši, ka lielākam fokusa attālumam var būt lielāks lidojuma augstums, labāka modelēšanas kvalitāte un lielāka precizitāte. Bet pēc faktiskā darba mēs atklājām, ka tas nebija tā, kā gaidīts, salīdzinot ar D2, D3 būvētais 3D modelis bija salīdzinoši noslogots, un darba efektivitāte bija salīdzinoši zema.

Vārds	Riy-D2/D3
Svars	850 g
Izmērs	19018088mm
Sensora tips	APS-C
CMOS izmērs	23,5 mm × 15,6 mm
Pikseļa fiziskais izmērs	3,9 mm
Kopējais pikseļu skaits	120 MP
Minimālais ekspozīcijas laika intervāls	1s
Kameras ekspozīcijas režīms	Izohroniska/izometriskā ekspozīcija
fokusa attālums	20 mm/35 mm D235 mm/50 mm D3
Enerģijas padeve	Vienota padeve (barošana ar dronu)
atmiņas ietilpība	320 G
Datu lejupielādes laiks	≥70 M/s
Darba temperatūra	-10°C~+40°C
Programmaparatūras atjauninājumi	Par brīvu
IP likme	IP 43

2. Saikne starp fokusa attālumu un modelēšanas kvalitāti

Lielākajai daļai klientu nav viegli saprast saistību starp fokusa attālumu un modelēšanas kvalitāti, un pat daudzi slīpo kameru ražotāji kļūdaini uzskata, ka liela fokusa attāluma objektīvs ir noderīgs modelēšanas kvalitātei.

Faktiskā situācija šeit ir šāda: pieņemot, ka citi parametri ir vienādi, ēkas fasādei, jo lielāks ir fokusa attālums, jo sliktāka ir modelēšanas vienlīdzība. Kādas loģiskās attiecības šeit ir saistītas?

Pēdējā rakstā Kā fokusa attālums ietekmē 3D modelēšanas rezultātus mēs esam minējuši, ka:

Pieņemot, ka citi parametri ir vienādi, fokusa attālums ietekmēs tikai lidojuma augstumu. Kā parādīts iepriekšējā attēlā, ir divas atšķirīgas fokusa lēcas, sarkanā krāsa norāda uz garu fokusa lēcu, bet zilā – uz īsu fokusa lēcu. Maksimālais leņķis, ko veido garā fokusa lēca un siena, ir α, un maksimālais leņķis, ko veido īsā fokusa lēca un siena, ir β. Acīmredzot:

Ko nozīmē šis "leņķis"? Jo lielāks leņķis starp objektīva FOV malu un sienu, jo horizontālāks ir objektīvs attiecībā pret sienu. Vācot informāciju par ēku fasādēm, īsie fokusa objektīvi var vākt informāciju par sienu horizontālāk, un uz tās balstītie 3D modeļi var labāk atspoguļot fasādes faktūru. Tāpēc ainām ar fasādēm, jo īsāks ir objektīva fokusa attālums, jo bagātāka ir savāktā fasādes informācija un labāka modelēšanas kvalitāte.

Ēkām ar dzegām, pie tādas pašas izšķirtspējas uz zemes, jo lielāks ir objektīva fokusa attālums, jo lielāks drona lidojuma augstums, jo vairāk aklo zonu zem dzegas, tad sliktāka būs modelēšanas kvalitāte. Tātad šajā scenārijā D3 ar garāku fokusa attāluma objektīvu nevar konkurēt ar D2 ar īsāku fokusa attāluma objektīvu.

3、Pretruna starp drona lidojuma augstumu un 3D modeļa kvalitāti

Saskaņā ar fokusa attāluma un modeļa kvalitātes loģisko savienojumu, ja objektīva fokusa attālums ir pietiekami īss un FOV leņķis ir pietiekami liels, vairāku objektīvu kamera vispār nav nepieciešama. Īpaši platleņķa objektīvs (zivs acs objektīvs) var apkopot informāciju visos virzienos. Kā parādīts zemāk:

Vai nav pareizi izveidot objektīva fokusa attālumu pēc iespējas īsāku?

Nemaz nerunājot par lielo kropļojumu problēmu, ko izraisa īpaši īss fokusa attālums. Ja slīpās kameras orto objektīva fokusa attālums ir paredzēts 10 mm un dati tiek savākti ar 2 cm izšķirtspēju, drona lidojuma augstums ir tikai 51 metrs.

Acīmredzot, ja drons ir aprīkots ar slīpu kameru, kas ir paredzēta šādā veidā, lai veiktu darbus, tas noteikti būs bīstami.

PS. Lai gan īpaši platleņķa objektīvam ir ierobežota sižetu izmantošana slīpās fotografēšanas modelēšanā, tam ir praktiska nozīme Lidara modelēšanā. Iepriekš viens slavens Lidar uzņēmums bija sazinājies ar mums, cerot, ka mēs izstrādāsim platleņķa objektīvu gaisa kameru, kas ir piestiprināta ar Lidar zemes objektu interpretācijai un tekstūru savākšanai.

4、No D3 līdz DG3

D3 pētniecība un attīstība lika mums saprast, ka fotografējot slīpi, fokusa attālums nevar būt monotoni garš vai īss. Garums ir cieši saistīts ar modeļa kvalitāti, darba efektivitāti un lidojuma augstumu. Tātad objektīvu izpētē un izstrādē pirmais jautājums, kas jāapsver, ir: kā iestatīt objektīvu fokusa attālumus?

Lai gan īsajam fokusam ir laba modelēšanas kvalitāte, taču lidojuma augstums ir zems, tas nav drona lidojumam. Lai nodrošinātu dronu drošību, fokusa attālums jāprojektē garāks, bet lielāks fokusa attālums ietekmēs darba efektivitāti un modelēšanas kvalitāti. Pastāv zināma pretruna starp lidojuma augstumu un 3D modelēšanas kvalitāti. Mums ir jāmeklē kompromiss starp šīm pretrunām.

Tāpēc pēc D3, pamatojoties uz mūsu visaptverošo šo pretrunīgo faktoru apsvēršanu, mēs esam izstrādājuši DG3 slīpo kameru. DG3 ņem vērā gan D2 3D modelēšanas kvalitāti, gan D3 lidojuma augstumu, vienlaikus pievienojot arī siltuma izkliedes un putekļu noņemšanas sistēmu, lai to varētu izmantot arī fiksētu spārnu vai VTOL droniem. DG3 ir vispopulārākā Rainpoo slīpā kamera, tā ir arī tirgū visplašāk izmantotā slīpā kamera.

Vārds	Riy-DG3
Svars	650 g
Izmērs	17016080mm
Sensora tips	APS-C
CCD izmērs	23,5 mm × 15,6 mm
Pikseļa fiziskais izmērs	3,9 mm
Kopējais pikseļu skaits	120 MP
Minimālais ekspozīcijas laika intervāls	0,8 s
Kameras ekspozīcijas režīms	Izohroniska/izometriskā ekspozīcija
fokusa attālums	28mm/40mm
Enerģijas padeve	Vienota padeve (barošana ar dronu)
atmiņas ietilpība	320/640G
Datu lejupielādes laiks	≥80 M/s
Darba temperatūra	-10°C~+40°C
Programmaparatūras atjauninājumi	Par brīvu
IP likme	IP 43

5、No DG3 līdz DG3Pros

RIY-Pros sērijas slīpā kamera var sasniegt labāku modelēšanas kvalitāti. Tātad, kāds īpašs dizains Pros ir objektīva izkārtojumā un fokusa attāluma iestatījumos? Šajā numurā mēs turpināsim iepazīstināt ar Pros parametru dizaina loģiku.

6 、 Slīps objektīva leņķis un modelēšanas kvalitāte

Iepriekšējā saturā bija minēts šāds skats: jo mazāks ir fokusa attālums, jo lielāks skata leņķis, jo vairāk informācijas par ēkas fasādi var savākt un jo labāka ir modelēšanas kvalitāte.

Papildus saprātīga fokusa attāluma iestatīšanai, protams, mēs varam izmantot arī citu veidu, kā uzlabot modelēšanas efektu: tieši palielināt slīpo lēcu leņķi, kas var arī apkopot daudz plašāku fasādes informāciju.

Bet patiesībā, lai gan lielāka slīpā leņķa iestatīšana var uzlabot modelēšanas kvalitāti, ir arī divas blakusparādības:

1: samazināsies darba efektivitāte. Palielinoties slīpajam leņķim, ievērojami palielināsies arī lidojuma maršruta paplašināšanās uz āru. Kad slīpais leņķis pārsniedz 45 °, lidojuma efektivitāte strauji samazināsies.

Piemēram, profesionālajai gaisa kamerai Leica RCD30, tās slīpais leņķis ir tikai 30°, viens no šī dizaina iemesliem ir darba efektivitātes paaugstināšana.

2: Ja slīpais leņķis ir pārāk liels, saules gaisma viegli iekļūs kamerā, radot atspīdumu (īpaši dūmakainas dienas rītā un pēcpusdienā). Rainpoo slīpā kamera ir pirmā, kas izmanto iekšējā objektīva dizainu. Šis dizains ir līdzvērtīgs blendes pievienošanai lēcām, lai novērstu to, ka to ietekmē slīpā saules gaisma.

Īpaši mazajiem droniem kopumā to lidojuma attieksme ir salīdzinoši slikta. Pēc objektīva slīpā leņķa un drona stāvokļa uzlikšanas kamerā var viegli iekļūt izkliedētā gaisma, vēl vairāk pastiprinot atspīdumu problēmu.

7. Maršruta pārklāšanās un modelēšanas kvalitāte

Pēc pieredzes, lai nodrošinātu modeļa kvalitāti, jebkuram objektam telpā, lidojuma laikā vislabāk ir aptvert piecu lēcu grupu tekstūras informāciju.

To ir viegli saprast. Piemēram, ja vēlamies uzbūvēt senlaicīgas ēkas 3D modeli, riņķa lidojuma modelēšanas kvalitātei jābūt daudz labākai nekā kvalitātei, uzņemot tikai dažus attēlus no četrām pusēm.

Jo vairāk aptver fotoattēlu, jo vairāk telpiskās un faktūras informācijas tie satur, un jo labāka ir modelēšanas kvalitāte. Tā ir lidojuma maršruta pārklāšanās nozīme slīpajā fotogrāfijā.

Pārklāšanās pakāpe ir viens no galvenajiem faktoriem, kas nosaka 3D modeļa kvalitāti. Vispārīgajā slīpās fotogrāfijas ainā pārklāšanās līmenis pārsvarā ir 80% virzienā un 70% uz sāniem (faktiskie dati ir lieki).

Faktiski vislabāk ir nodrošināt tādu pašu pārklāšanās pakāpi uz sāniem, taču pārāk liela sānu pārklāšanās krasi samazinās lidojuma efektivitāti (īpaši fiksētu spārnu droniem), tāpēc, pamatojoties uz efektivitāti , vispārējā sānu pārklāšanās būs mazāka nekā virsrakstu pārklāšanās.

Padomi: Ņemot vērā darba efektivitāti, pārklāšanās pakāpe nav tik augsta, cik iespējams. Pēc noteikta "standarta" pārsniegšanas pārklāšanās pakāpes uzlabošanai ir ierobežota ietekme uz 3D modeli. Saskaņā ar mūsu eksperimentālajām atsauksmēm dažreiz pārklāšanās palielināšana faktiski samazina modeļa kvalitāti. Piemēram, 3–5 cm izšķirtspējas modelēšanas ainai zemākas pārklāšanās pakāpes modelēšanas kvalitāte dažkārt ir labāka nekā lielākai pārklāšanās pakāpei.

8. Atšķirība starp teorētisko un faktisko pārklāšanos

Pirms lidojuma mēs iestatījām 80% virzienu un 70% sānu pārklāšanos, kas ir tikai teorētiskā pārklāšanās. Lidojuma laikā dronu ietekmēs gaisa plūsma,un attieksmes maiņa radīs faktisko pārklāšanos mazāku par teorētisko pārklāšanos.

Kopumā, vai tas ir vairāku rotoru vai fiksētu spārnu drons, jo sliktāka lidojuma attieksme, jo sliktāka ir 3D modeļa kvalitāte. Tā kā mazākie vairāku rotoru vai fiksēto spārnu droni ir vieglāki pēc svara un mazāka izmēra, tie ir jutīgi pret ārējās gaisa plūsmas traucējumiem. To lidojuma attieksme parasti nav tik laba kā vidēja/liela vairāku rotoru vai fiksētu spārnu droniem, kā rezultātā ar faktisko pārklāšanās pakāpi noteiktā zemes zonā nepietiek, kas galu galā ietekmē modelēšanas kvalitāti.

9. Grūtības daudzstāvu ēku 3D modelēšanā

Palielinoties ēkas augstumam, palielināsies 3D modelēšanas grūtības. Viens no tiem ir tas, ka daudzstāvu ēka palielinās bezpilota lidaparāta lidojuma risku, un otrs ir tas, ka, palielinoties ēkas augstumam, augstceltņu daļu pārklāšanās strauji samazinās, kā rezultātā 3D modeļa kvalitāte būs slikta.

1 Pārklāšanās palielināšanās ietekme uz 3D Daudzstāvu ēku modelēšanas kvalitāte

Iepriekšminētajai problēmai daudzi pieredzējuši klienti ir atraduši risinājumu: palielināt pārklāšanās pakāpi. Patiešām, palielinoties pārklāšanās pakāpei, modeļa efekts tiks ievērojami uzlabots. Tālāk ir sniegts mūsu veikto eksperimentu salīdzinājums:

Veicot iepriekš minēto salīdzinājumu, mēs atklāsim, ka: pārklāšanās pakāpes palielināšanās maz ietekmē mazstāvu ēku modelēšanas kvalitāti; bet tam ir liela ietekme uz augstceltņu modelēšanas kvalitāti.

Tomēr, palielinoties pārklāšanās pakāpei, palielināsies aerofotogrāfiju skaits, kā arī palielināsies datu apstrādes laiks.

2 Ietekme no fokusa attālums ieslēgts 3D Daudzstāvu ēku modelēšanas kvalitāte

Mēs esam izdarījuši šādu secinājumu iepriekšējā saturā:Priekš fasādes ēka 3D modelēšanas ainas, jo garāks fokusa attālums, jo sliktāka ir modelēšana kvalitāti. Tomēr augstceltņu 3D modelēšanai ir nepieciešams lielāks fokusa attālums, lai nodrošinātu modelēšanas kvalitāti. Kā parādīts zemāk:

Vienādas izšķirtspējas un pārklāšanās pakāpes apstākļos liela fokusa attāluma objektīvs var nodrošināt faktisko jumta pārklāšanās pakāpi un pietiekami drošu lidojuma augstumu, lai panāktu labāku augstceltņu modelēšanas kvalitāti.

Piemēram, ja DG4pros slīpā kamera tiek izmantota augstceltņu 3D modelēšanai, tā ne tikai var sasniegt labu modelēšanas kvalitāti, bet arī precizitāte var sasniegt 1:500 kadastrālās uzmērīšanas prasības, kas ir garā fokusa priekšrocība. garuma lēcas.

Lieta: Slīpās fotogrāfijas veiksmes gadījums

10、RIY-Pros sērijas slīpās kameras

Lai sasniegtu labāku modelēšanas kvalitāti, pie vienas un tās pašas izšķirtspējas priekšnoteikuma ir jānodrošina pietiekama pārklāšanās un lieli redzes lauki. Reģioniem ar lielām reljefa augstuma atšķirībām vai daudzstāvu ēkām, objektīva fokusa attālums ir arī svarīgs faktors, kas ietekmē modelēšanas kvalitāti. Pamatojoties uz iepriekš minētajiem principiem, Rainpoo RIY-Pros sērijas slīpajām kamerām ir veiktas šādas trīs objektīva optimizācijas:

1 Mainiet objektīva izkārtojumuses

Pros sērijas slīpajām kamerām visintuitīvākā sajūta ir tāda, ka tās forma mainās no apaļas uz kvadrātveida. Tiešākais šo izmaiņu iemesls ir tas, ka ir mainījies objektīvu izkārtojums.

Šī izkārtojuma priekšrocība ir tāda, ka kameras izmēru var veidot mazāku, un svars var būt salīdzinoši vieglāks. Tomēr šī izkārtojuma rezultātā kreisās un labās slīpās lēcas pārklāšanās pakāpe ir zemāka nekā priekšējā, vidējā un aizmugurējā perspektīvā: tas ir, ēnas A laukums ir mazāks nekā ēnas B laukums.

Kā jau minējām iepriekš, lai uzlabotu lidojuma efektivitāti, sānu pārklāšanās parasti ir mazāka nekā virziena pārklāšanās, un šis “apkārtnes izkārtojums” vēl vairāk samazinās sānu pārklāšanos, tāpēc sānu 3D modelis būs sliktāks nekā virziena 3D modelis. modelis.

Tāpēc sērijai RIY-Pros Rainpoo mainīja objektīvu izkārtojumu uz: paralēlais izkārtojums. Kā parādīts zemāk:

Šis izkārtojums upurēs daļu no formas un svara, bet priekšrocība ir tāda, ka tas var nodrošināt pietiekamu sānu pārklāšanos un panākt labāku modelēšanas kvalitāti. Faktiskajā lidojumu plānošanā RIY-Pros var pat samazināt dažus sānu pārklāšanos, lai uzlabotu lidojuma efektivitāti.

2 Noregulējiet leņķi slīps lenses

“Paralēlā izkārtojuma” priekšrocība ir tā, ka tas ne tikai nodrošina pietiekamu pārklāšanos, bet arī palielina sānu FOV un var savākt vairāk informācijas par ēku faktūru.

Pamatojoties uz to, mēs arī palielinājām slīpo objektīvu fokusa attālumu tā, lai tā apakšējā mala sakristu ar iepriekšējā “telpiskā izkārtojuma” izkārtojuma apakšējo malu, vēl vairāk palielinot leņķa sānskatu, kā parādīts nākamajā attēlā:

Šī izkārtojuma priekšrocība ir tāda, ka, lai gan tiek mainīts slīpo lēcu leņķis, tas neietekmē lidojuma efektivitāti. Un pēc tam, kad sānu lēcu FOV ir ievērojami uzlabota, var savākt vairāk fasādes informācijas datu un, protams, uzlabota modelēšanas kvalitāte.

Kontrasta eksperimenti arī parāda, ka, salīdzinot ar tradicionālo objektīvu izkārtojumu, Pros sērijas izkārtojums patiešām var uzlabot 3D modeļu sānu kvalitāti.

Kreisajā pusē ir 3D modelis, kas izveidots ar tradicionālo izkārtojuma kameru, bet labajā pusē ir 3D modelis, ko izveidojusi Pros kamera .

3 Palieliniet fokusa attālumu slīpās lēcas

RIY-Pros slīpo kameru objektīvi tiek mainīti no tradicionālā “telpiskā izkārtojuma” uz “paralēlo izkārtojumu”, un palielināsies arī ar slīpajiem objektīviem uzņemto fotoattēlu tuvā punkta izšķirtspējas attiecība pret tālākā punkta izšķirtspēju.

Lai nodrošinātu, ka attiecība nepārsniedz kritisko vērtību, Pros slīpo lēcu fokusa attālums tiek palielināts par 5% ~ 8% nekā iepriekš.

Vārds	Riy-DG3 profesionāļi
Svars	710 g
Izmērs	13014299,5 mm
Sensora tips	APS-C
CCD izmērs	23,5 mm × 15,6 mm
Pikseļa fiziskais izmērs	3,9 mm
Kopējais pikseļu skaits	120 MP
Minimālais ekspozīcijas laika intervāls	0,8 s
Kameras ekspozīcijas režīms	Izohroniska/izometriskā ekspozīcija
fokusa attālums	28mm/43mm
Enerģijas padeve	Vienota padeve (barošana ar dronu)
atmiņas ietilpība	640 G
Datu lejupielādes laiks	≥80 M/s
Darba temperatūra	-10°C~+40°C
Programmaparatūras atjauninājumi	Par brīvu
IP likme	IP 43