Rainpoo produktų serijos MTTP linija

Pristatę Kaip židinio nuotolis veikia 3D modeliavimo rezultatus, galite iš anksto suprasti ryšį tarp židinio nuotolio ir FOV. Nuo skrydžio parametrų nustatymo iki 3D modeliavimo proceso šie du parametrai visada turi savo vietą. Taigi, kokią įtaką šie du parametrai turi 3D modeliavimo rezultatams? Šiame straipsnyje pristatysime, kaip Rainpoo atrado ryšį produkto tyrimų ir plėtros procese ir kaip rasti pusiausvyrą tarp prieštaravimo tarp skrydžio aukščio ir 3D modelio rezultato.

1、Nuo D2 iki D3

RIY-D2 yra produktas, specialiai sukurtas kadastrinių matavimų projektams. Tai taip pat seniausia įstrižinė kamera, kuriai pritaikytas išskleidžiamasis ir vidinio objektyvo dizainas. D2 pasižymi dideliu modeliavimo tikslumu ir gera modeliavimo kokybe, todėl tinka modeliuoti scenas su lygiu reljefu ir ne per aukštomis grindimis. Tačiau esant dideliam kritimui, sudėtingam reljefui ir topografijai (įskaitant aukštos įtampos linijas, kaminus, bazines stotis ir kitus daugiaaukščius pastatus) bepiločio orlaivio skrydžio saugumas bus didelė problema.

Realiai vykdant veiklą kai kurie klientai neplanavo gero skrydžio aukščio, dėl to dronas užkabino aukštos įtampos linijas arba atsitrenkė į bazinę stotį; Arba nors kai kuriems dronams pasisekė prasibrauti per pavojingas vietas, tačiau tik patikrinę oro nuotraukas jie sužinojo, kad dronai yra labai arti pavojingų vietų.. Šie pavojai ir paslėpti pavojai dažnai sukelia didžiulius turtinius nuostolius klientams.

Nuotraukoje matosi bazinė stotis, matosi, kad ji labai arti drono, labai tikėtina, kad pataikys Todėl daugelis klientų mums pateikė pasiūlymų: ar gali būti sukurta ilgo židinio nuotolio įstrižinė kamera, kad drono skrydžio aukštis būtų didesnis ir skrydis būtų saugesnis? Atsižvelgdami į klientų poreikius, remiantis D2, sukūrėme ilgo židinio nuotolio versiją, pavadintą RIY-D3. Palyginti su D2, esant tokiai pačiai skiriamajai gebai, D3 gali padidinti drono skrydžio aukštį apie 60%.

Vykdydami D3 MTTP, mes visada tikėjome, kad ilgesnis židinio nuotolis gali turėti didesnį skrydžio aukštį, geresnę modeliavimo kokybę ir didesnį tikslumą. Tačiau po faktinio darbo pastebėjome, kad tai nebuvo taip, kaip tikėtasi, palyginti su D2, D3 sukurtas 3D modelis buvo gana įtemptas, o darbo efektyvumas buvo palyginti mažas.

vardas	Riy-D2/D3
Svoris	850 g
Matmenys	19018088mm
Jutiklio tipas	APS-C
CMOS dydis	23,5 mm × 15,6 mm
Fizinis pikselio dydis	3,9 um
Iš viso pikselių	120 MP
Minimalus ekspozicijos laiko intervalas	1s
Fotoaparato ekspozicijos režimas	Izochroninė / izometrinė ekspozicija
židinio nuotolis	20 mm / 35 mm D235 mm / 50 mm D3
Maitinimas	Vienodas tiekimas (maitinimas naudojant droną)
atminties talpa	320G
Duomenų atsisiuntimas spartinamas	≥70M/s
Darbo temperatūra	-10°C~+40°C
Firmware atnaujinimai	Nemokamai
IP tarifas	IP 43

2、 Ryšys tarp židinio nuotolio ir modeliavimo kokybės

Ryšys tarp židinio nuotolio ir modeliavimo kokybės daugeliui klientų nėra lengvai suprantamas, ir net daugelis įstrižų fotoaparatų gamintojų klaidingai mano, kad ilgo židinio nuotolio objektyvas yra naudingas modeliavimo kokybei.

Faktinė situacija yra tokia: darant prielaidą, kad kiti parametrai yra vienodi, pastato fasadui kuo ilgesnis židinio nuotolis, tuo blogesnė modeliavimo lygybė. Koks čia loginis ryšys?

Paskutiniame str Kaip židinio nuotolis veikia 3D modeliavimo rezultatus mes minėjome, kad:

Remiantis prielaida, kad kiti parametrai yra vienodi, židinio nuotolis turės įtakos tik skrydžio aukščiui. Kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, yra du skirtingi židinio lęšiai: raudona žymi ilgą židinio lęšį, o mėlyna – trumpą židinio lęšį. Maksimalus ilgojo židinio lęšio ir sienelės suformuotas kampas yra α, o trumpojo židinio lęšio ir sienelės – β. Akivaizdu:

Ką reiškia šis "kampas"? Kuo didesnis kampas tarp objektyvo FOV krašto ir sienos, tuo objektyvas yra horizontalesnis sienos atžvilgiu. Renkant informaciją apie pastatų fasadus, trumpi židinio lęšiai gali rinkti informaciją apie sieną horizontaliau, o pagal ją sukurti 3D modeliai gali geriau atspindėti fasado tekstūrą. Todėl scenoms su fasadais kuo trumpesnis objektyvo židinio nuotolis, tuo turtingesnė surinkta fasado informacija ir geresnė modeliavimo kokybė.

Pastatams su karnizu, esant vienodai antžeminei skiriamajai gebai, kuo didesnis objektyvo židinio nuotolis, kuo didesnis drono skrydžio aukštis, tuo daugiau aklųjų dėmių po karnizu, tuo prastesnė modeliavimo kokybė. Taigi pagal šį scenarijų D3 su ilgesnio židinio nuotolio objektyvu negali konkuruoti su D2 su trumpesnio židinio nuotolio objektyvu.

3、Prieštaravimas tarp drono skrydžio aukščio ir 3D modelio kokybės

Pagal loginį židinio nuotolio ryšį su modelio kokybe, jei objektyvo židinio nuotolis pakankamai trumpas ir FOV kampas pakankamai didelis, kelių objektyvų kameros apskritai nereikia. Itin plataus kampo objektyvas (žuvies akies objektyvas) gali rinkti informaciją visomis kryptimis. Kaip parodyta žemiau:

Argi negerai suprojektuoti kuo trumpesnį objektyvo židinio nuotolį?

Jau nekalbant apie didelių iškraipymų problemą, kurią sukelia itin trumpas židinio nuotolis. Jei įstrižinės kameros orto objektyvo židinio nuotolis yra suprojektuotas 10 mm, o duomenys renkami 2 cm raiška, drono skrydžio aukštis siekia tik 51 metrą.

Akivaizdu, kad jei drone bus įrengta įstrižinė kamera, kuri taip sukurta darbams atlikti, tai tikrai bus pavojinga.

PS: Nors itin plataus kampo objektyvas įstrižosios fotografijos modeliavimui naudoja ribotas scenas, jis turi praktinės reikšmės „Lidar“ modeliavimui. Anksčiau viena garsi Lidar kompanija bendravo su mumis, tikėdamasi, kad sukursime plačiakampę oro kamerą, sumontuotą su Lidar, skirtą antžeminių objektų interpretacijai ir tekstūrų rinkimui.

4、Nuo D3 iki DG3

D3 moksliniai tyrimai ir plėtra leido suprasti, kad fotografuojant įstrižai židinio nuotolis negali būti monotoniškai ilgas arba trumpas. Ilgis glaudžiai susijęs su modelio kokybe, darbo efektyvumu ir skrydžio aukščiu. Taigi, atliekant objektyvų tyrimus ir plėtrą, pirmiausia reikia apsvarstyti: kaip nustatyti objektyvų židinio nuotolius?

Nors trumpas židinys pasižymi gera modeliavimo kokybe, tačiau skrydžio aukštis nedidelis, jis nėra saugus drono skrydžiui. Siekiant užtikrinti dronų saugumą, židinio nuotolis turi būti projektuojamas ilgesnis, tačiau ilgesnis židinio nuotolis turės įtakos darbo efektyvumui ir modeliavimo kokybei. Tarp skrydžio aukščio ir 3D modeliavimo kokybės yra tam tikras prieštaravimas. Turime ieškoti kompromiso tarp šių prieštaravimų.

Taigi po D3, remdamiesi visapusišku šių prieštaringų veiksnių įvertinimu, sukūrėme DG3 įstrižą kamerą. DG3 atsižvelgia ir į D2 3D modeliavimo kokybę, ir į D3 skrydžio aukštį, taip pat prideda šilumos išsklaidymo ir dulkių šalinimo sistemą, kad ją būtų galima naudoti ir fiksuoto sparno ar VTOL dronuose. DG3 yra populiariausias Rainpoo įstrižas fotoaparatas, taip pat plačiausiai naudojamas įstrižasis fotoaparatas rinkoje.

vardas	Riy-DG3
Svoris	650 g
Matmenys	17016080mm
Jutiklio tipas	APS-C
CCD dydis	23,5 mm × 15,6 mm
Fizinis pikselio dydis	3,9 um
Iš viso pikselių	120 MP
Minimalus ekspozicijos laiko intervalas	0,8 sek
Fotoaparato ekspozicijos režimas	Izochroninė / izometrinė ekspozicija
židinio nuotolis	28mm/40mm
Maitinimas	Vienodas tiekimas (maitinimas naudojant droną)
atminties talpa	320/640G
Duomenų atsisiuntimas spartinamas	≥80M/s
Darbo temperatūra	-10°C~+40°C
Firmware atnaujinimai	Nemokamai
IP tarifas	IP 43

5、Nuo DG3 iki DG3Pros

RIY-Pros serijos įstrižinė kamera gali pasiekti geresnę modeliavimo kokybę. Taigi, kokį ypatingą dizainą turi profesionalai, nustatydami objektyvo išdėstymą ir židinio nuotolį? Šiame numeryje mes ir toliau pristatysime „Pros“ parametrų dizaino logiką.

6 、 Įstrižas objektyvo kampas ir modeliavimo kokybė

Ankstesniame turinyje buvo minimas toks vaizdas: kuo trumpesnis židinio nuotolis, tuo didesnis matymo kampas, tuo daugiau pastato fasado informacijos galima surinkti ir tuo geresnė modeliavimo kokybė.

Žinoma, be pagrįsto židinio nuotolio nustatymo, galime naudoti ir kitą būdą modeliavimo efektui pagerinti: tiesiogiai padidinti įstrižų lęšių kampą, kuris taip pat gali surinkti gausesnę fasado informaciją.

Tačiau iš tikrųjų, nors didesnio įstrižo kampo nustatymas gali pagerinti modeliavimo kokybę, taip pat yra du šalutiniai poveikiai:

1: Sumažės darbo efektyvumas. Didėjant pasvirusiam kampui, skrydžio maršruto išplėtimas į išorę taip pat labai padidės. Kai įstrižas kampas viršija 45 °, skrydžio efektyvumas smarkiai sumažės.

Pavyzdžiui, profesionali oro kamera Leica RCD30, jos įstrižas kampas yra tik 30 °, viena iš tokio dizaino priežasčių yra darbo efektyvumo didinimas.

2: Jei įstrižas kampas yra per didelis, saulės šviesa lengvai pateks į fotoaparatą ir sukels akinimą (ypač miglotos dienos ryte ir popiet). „Rainpoo“ įstrižinė kamera yra pirmoji, kuriai pritaikytas vidinio objektyvo dizainas. Šis dizainas prilygsta lęšių gaubtui, kad jo nepaveiktų įstrižai saulės spinduliai.

Ypač mažų bepiločių orlaivių atveju jų skrydžio nuostatos yra gana prastos. Uždėjus objektyvo įstrižą kampą ir drono padėtį, į fotoaparatą gali lengvai patekti išsklaidyta šviesa, dar labiau padidindama akinimo problemą.

7 、 Maršruto sutapimas ir modeliavimo kokybė

Remiantis patirtimi, norint užtikrinti modelio kokybę, bet kuriam erdvėje esančiam objektui geriausia skrydžio metu padengti penkių grupių lęšių tekstūros informaciją.

Tai lengva suprasti. Pavyzdžiui, jei norime pastatyti senovinio pastato 3D modelį, skrydžio ratu modeliavimo kokybė turi būti daug geresnė nei vos kelių nuotraukų iš keturių pusių kokybė.

Kuo daugiau uždengtų nuotraukų, tuo daugiau jose yra erdvinės ir tekstūros informacijos ir tuo geresnė modeliavimo kokybė. Tai skrydžio maršruto sutapimo reikšmė fotografuojant įstrižai.

Persidengimo laipsnis yra vienas iš pagrindinių veiksnių, lemiančių 3D modelio kokybę. Bendroje įstrižosios fotografijos scenoje persidengimo rodiklis dažniausiai yra 80 % krypties ir 70 % į šoną (tikslieji duomenys yra pertekliniai).

Tiesą sakant, neabejotinai geriausia turėti tokį patį persidengimo laipsnį į šonus, tačiau per didelis šoninis persidengimas smarkiai sumažins skrydžio efektyvumą (ypač fiksuoto sparno dronams), todėl, remiantis efektyvumu, bendras šoninis persidengimas bus mažesnis nei antraštės sutampa.

Patarimai: Atsižvelgiant į darbo efektyvumą, persidengimo laipsnis nėra toks didelis, kaip įmanoma. Viršijus tam tikrą „standartą“, persidengimo laipsnio pagerinimas 3D modeliui turi ribotą poveikį. Remiantis mūsų eksperimentiniais atsiliepimais, kartais padidinus persidengimą iš tikrųjų pablogės modelio kokybė. Pavyzdžiui, 3–5 cm raiškos modeliavimo scenoje mažesnio sutapimo laipsnio modeliavimo kokybė kartais yra geresnė nei didesnio persidengimo laipsnio.

8. Skirtumas tarp teorinio ir faktinio sutapimo

Prieš skrydį nustatome 80% krypties ir 70% šoninių persidengimų, tai tik teorinis sutapimas. Skrydžio metu droną paveiks oro srautas,o dėl požiūrio pasikeitimo faktinis sutapimas bus mažesnis nei teorinis.

Apskritai, ar tai būtų kelių rotorių ar fiksuotų sparnų dronas, kuo prastesnis skrydžio požiūris, tuo prastesnė 3D modelio kokybė. Kadangi mažesni kelių rotorių arba fiksuotų sparnų dronai yra lengvesni ir mažesnio dydžio, jie yra jautrūs išorinio oro srauto trikdžiams. Jų skrydžio požiūris paprastai nėra toks geras kaip vidutinio ar didelio kelių rotorių ar fiksuotų sparnų dronų, todėl tikrojo persidengimo laipsnio tam tikroje žemės srityje nepakanka, o tai galiausiai turi įtakos modeliavimo kokybei.

9. Sunkumai 3D modeliuojant daugiaaukščius pastatus

Didėjant pastato aukščiui, 3D modeliavimo sunkumai padidės. Viena – daugiaaukštis pastatas padidins drono skrydžio riziką, o antrasis – didėjant pastato aukščiui, aukštybinių dalių persidengimas smarkiai sumažėja, todėl 3D modelio kokybė bus prasta.

1 Didėjančio persidengimo įtaka 3D Aukštybinių pastatų modeliavimo kokybė

Daugelis patyrusių klientų rado sprendimą dėl aukščiau nurodytos problemos: padidinkite persidengimo laipsnį. Iš tiesų, padidėjus persidengimo laipsniui, modelio efektas labai pagerės. Toliau pateikiamas mūsų atliktų eksperimentų palyginimas:

Atlikę aukščiau pateiktą palyginimą, pamatysime, kad: persidengimo laipsnio padidėjimas mažai įtakoja mažaaukščių pastatų modeliavimo kokybę; bet turi didelę įtaką daugiaaukščių pastatų modeliavimo kokybei.

Tačiau didėjant persidengimo laipsniui, daugės nuotraukų iš oro, o duomenų apdorojimo laikas taip pat ilgės.

2 Įtaka židinio nuotolis įjungta 3D Aukštybinių pastatų modeliavimo kokybė

Ankstesniame turinyje padarėme tokią išvadą:Dėl fasadinis pastatas 3D modeliuojant scenas, kuo ilgesnis židinio nuotolis, tuo blogesnis modeliavimas kokybės. Tačiau daugiaaukščių zonų 3D modeliavimui reikalingas didesnis židinio nuotolis, kad būtų užtikrinta modeliavimo kokybė. Kaip parodyta žemiau:

Esant vienodai raiškai ir persidengimo laipsniui, ilgo židinio nuotolio objektyvas gali užtikrinti faktinį stogo persidengimo laipsnį ir pakankamai saugų skrydžio aukštį, kad būtų pasiekta geresnė daugiaaukščių pastatų modeliavimo kokybė.

Pavyzdžiui, kai DG4pros įstriža kamera naudojama daugiaaukščių pastatų 3D modeliavimui, ji ne tik gali pasiekti gerą modeliavimo kokybę, bet ir tikslumas vis tiek gali siekti 1:500 kadastrinių matavimų reikalavimų, o tai yra ilgo židinio privalumas. ilgio lęšius.

Atvejis: Įstrižinės fotografijos sėkmės atvejis

10、RIY-Pros serijos įstrižinės kameros

Norint pasiekti geresnę modeliavimo kokybę, esant tokiai pačiai skiriamajai gebai, būtina užtikrinti pakankamą persidengimą ir didelius matymo laukus. Regionuose, kuriuose yra dideli reljefo aukščio skirtumai arba daugiaaukščiai pastatai, objektyvo židinio nuotolis taip pat yra svarbus veiksnys, turintis įtakos modeliavimo kokybei. Remiantis aukščiau pateiktais principais, Rainpoo RIY-Pros serijos įstrižieji fotoaparatai atliko tris šiuos objektyvo optimizavimus:

1 Pakeiskite objektyvo išdėstymąses

Pros serijos įstrižiems fotoaparatams intuityviausias jausmas yra tai, kad jo forma keičiasi iš apvalios į kvadratinę. Tiesiausia šio pakeitimo priežastis – pasikeitė objektyvų išdėstymas.

Šio išdėstymo pranašumas yra tas, kad fotoaparato dydis gali būti mažesnis, o svoris gali būti santykinai mažesnis. Tačiau dėl tokio išdėstymo kairiojo ir dešiniojo įstrižųjų lęšių persidengimo laipsnis bus mažesnis nei priekinės, vidurinės ir galinės perspektyvos: ty šešėlio A plotas yra mažesnis nei šešėlio B plotas.

Kaip minėjome anksčiau, siekiant pagerinti skrydžio efektyvumą, šoninis persidengimas paprastai yra mažesnis nei antraštės persidengimas, o šis „aplinkos išdėstymas“ dar labiau sumažins šoninį persidengimą, todėl šoninis 3D modelis bus prastesnis nei antraštės 3D. modelis.

Taigi „RIY-Pros“ serijoje „Rainpoo“ pakeitė objektyvų išdėstymą į: lygiagretus išdėstymas. Kaip parodyta žemiau:

Toks išdėstymas paaukos dalį formos ir svorio, tačiau privalumas yra tas, kad jis gali užtikrinti pakankamą šoninį persidengimą ir pasiekti geresnę modeliavimo kokybę. Planuodami skrydį, RIY-Pros gali netgi sumažinti kai kuriuos šoninius persidengimus, kad pagerintų skrydžio efektyvumą.

2 Sureguliuokite kampą įstrižas lenses

„Lygiagretaus išdėstymo“ pranašumas yra tas, kad jis ne tik užtikrina pakankamą persidengimą, bet ir padidina šoninį FOV bei gali surinkti daugiau informacijos apie pastatų tekstūrą.

Tuo remdamiesi taip pat padidinome įstrižųjų lęšių židinio nuotolį, kad jo apatinis kraštas sutaptų su ankstesnio erdvinio išdėstymo išdėstymo apatiniu kraštu, taip dar labiau padidindami kampo vaizdą iš šono, kaip parodyta šiame paveikslėlyje:

Šio išdėstymo privalumas yra tas, kad nors keičiamas įstrižinių lęšių kampas, tai neturi įtakos skrydžio efektyvumui. Ir gerokai patobulinus šoninių lęšių FOV, galima surinkti daugiau fasadinės informacijos duomenų, o modeliavimo kokybė, žinoma, pagerėja.

Kontrastingi eksperimentai taip pat rodo, kad, palyginti su tradiciniu objektyvų išdėstymu, Pros serijos išdėstymas tikrai gali pagerinti 3D modelių šoninę kokybę.

Kairėje pusėje yra 3D modelis, sukurtas naudojant tradicinę išdėstymo kamerą, o dešinėje yra 3D modelis, sukurtas naudojant fotoaparatą Pros .

3 Padidinkite židinio nuotolį įstrižai lęšiai

RIY-Pros įstrižinių fotoaparatų objektyvai keičiami iš tradicinio „surround maketavimo“ į „lygiagretų išdėstymą“, taip pat padidės įstrižais objektyvais darytų nuotraukų artimo taško skiriamosios gebos ir tolimojo taško raiškos santykis.

Siekiant užtikrinti, kad santykis neviršytų kritinės vertės, Pros įstrižų lęšių židinio nuotolis padidinamas 5% ~ 8% nei anksčiau.

vardas	Riy-DG3 profesionalai
Svoris	710 g
Matmenys	13014299,5 mm
Jutiklio tipas	APS-C
CCD dydis	23,5 mm × 15,6 mm
Fizinis pikselio dydis	3,9 um
Iš viso pikselių	120 MP
Minimalus ekspozicijos laiko intervalas	0,8 sek
Fotoaparato ekspozicijos režimas	Izochroninė / izometrinė ekspozicija
židinio nuotolis	28mm/43mm
Maitinimas	Vienodas tiekimas (maitinimas naudojant droną)
atminties talpa	640g
Duomenų atsisiuntimas spartinamas	≥80M/s
Darbo temperatūra	-10°C~+40°C
Firmware atnaujinimai	Nemokamai
IP tarifas	IP 43