3d mapping camera

3d mapping camera
Artikel
English
ENGLISH
Corporate News

Artikel

Artikel
R&D linje af Rainpoos produktserie

Gennem introduktionen af ​​Hvordan brændvidde påvirker 3D-modelleringsresultater, kan du få en foreløbig forståelse af sammenhængen mellem brændvidden og FOV. Fra indstillingen af ​​flyveparametrene til 3D-modelleringsprocessen har disse to parametre altid deres plads. Så hvilken effekt har disse to parametre på 3D-modelleringsresultaterne? I denne artikel vil vi introducere, hvordan Rainpoo opdagede sammenhængen i processen med produkt-F&U, og hvordan man finder en balance mellem modsætningen mellem flyvehøjde og 3D-modellens resultat.

1、Fra D2 til D3

RIY-D2 er et produkt specielt udviklet til matrikelundersøgelsesprojekter. Det er også det tidligste skrå kamera, der anvender et drop-down og internt objektivdesign. D2 har høj modelleringsnøjagtighed og god modelleringskvalitet, hvilket er velegnet til scenemodellering med fladt terræn og ikke for høje gulve. For stort fald, komplekst terræn og topografi (herunder højspændingsledninger, skorstene, basisstationer og andre højhuse) vil dronens flyvesikkerhed være et stort problem.

 

I faktiske operationer planlagde nogle kunder ikke en god flyvehøjde, hvilket fik dronen til at hænge højspændingsledninger eller ramte basestationen; Eller selvom nogle droner var så heldige at passere gennem de farlige steder, fandt de først ud af, at dronerne var meget tæt på de farlige steder, da de tjekkede luftbillederne. Disse farer og skjulte farer forårsager ofte store ejendomstab for kunderne.

En basestation viser på billedet, du kan se, at den er meget tæt på dronen, med stor sandsynlighed for at ramme den Derfor har mange kunder givet os forslag: Kan et skråkamera med lang brændvidde designes til at gøre dronens flyvehøjde højere og gøre flyvningen mere sikker? Baseret på kundernes behov, baseret på D2, har vi udviklet en version med lang brændvidde ved navn RIY-D3. Sammenlignet med D2 kan D3 ved samme opløsning øge dronens flyvehøjde med omkring 60 %.

Under R&D af D3 har vi altid troet, at en længere brændvidde kan have en højere flyvehøjde, bedre modelleringskvalitet og højere nøjagtighed. Men efter selve arbejdet fandt vi ud af, at det ikke var som forventet, sammenlignet med D2, var 3D-modellen bygget af D3 relativt anstrengt, og arbejdseffektiviteten var relativt lav.

Navn Riy-D2/D3
Vægt 850 g
Dimension 190*180*88mm
Sensor type APS-C
CMOS en størrelse 23,5 mm×15,6 mm
Fysisk størrelse af pixel 3,9 um
Samlet antal pixels 120 MP
Minimum eksponeringstidsinterval 1s
Kameraeksponeringstilstand Isokronisk/isometrisk eksponering
brændvidde 20mm/35mm for D235mm/50mm for D3
Strømforsyning Ensartet forsyning (Power by drone)
hukommelseskapacitet 320G
Dataoverførsel spped ≥70M/s
Arbejdstemperatur -10°C~+40°C
Firmware-opdateringer Gratis
IP rate IP 43

2、Forbindelsen mellem brændvidde og modelleringskvalitet

Sammenhængen mellem brændvidden og modelleringskvaliteten er ikke let for de fleste kunder at forstå, og selv mange skråkameraproducenter tror fejlagtigt, at et objektiv med lang brændvidde er nyttigt for modelleringskvaliteten.

 Den faktiske situation her er: på den forudsætning, at andre parametre er de samme, for bygningsfacaden, jo længere brændvidde, jo dårligere modelleringslighed. Hvilken slags logisk sammenhæng er der tale om her?

I den sidste artikel Hvordan brændvidde påvirker 3D-modelleringsresultater vi har nævnt at:

Under forudsætning af, at andre parametre er de samme, vil brændvidden kun påvirke flyvehøjden. Som vist i ovenstående figur, er der to forskellige fokale linser, rød angiver en lang brændvidde, og blå angiver en kort brændvidde. Den maksimale vinkel dannet af den lange brændvidde og væggen er α, og den maksimale vinkel dannet af den korte brændvidde og væggen er β. Naturligvis:

Hvad betyder denne "vinkel"? Jo større vinklen er mellem kanten af ​​linsens FOV og væggen, jo mere vandret er linsen i forhold til væggen. Ved indsamling af information om bygningsfacader kan korte fokale linser indsamle væginformation mere vandret, og 3D-modellerne baseret på det kan bedre afspejle facadens tekstur. For scener med facader gælder det derfor, at jo kortere linsens brændvidde er, jo rigere er den indsamlede facadeinformation og jo bedre modelleringskvalitet.

 

For bygninger med tagudhæng, under betingelse af samme jordopløsning, jo længere brændvidde af linsen, jo højere droneflyvehøjde, jo flere blinde vinkler under tagudhæng, jo dårligere vil modelleringskvaliteten være. Så i dette scenarie kan D3 med et objektiv med længere brændvidde ikke konkurrere med D2 med et objektiv med kortere brændvidde.

3、Modsigelsen mellem dronens flyvehøjde og kvaliteten af ​​3D-modellen

Ifølge den logiske forbindelse mellem brændvidden og modellens kvalitet, er der ikke behov for et multilinsekamera, hvis objektivets brændvidde er kort nok, og FOV-vinklen er stor nok. En super vidvinkellinse (fiskeøje-linse) kan indsamle oplysninger i alle retninger. Som vist nedenfor:

 

Er det ikke fint at designe objektivets brændvidde så kort som muligt?

For ikke at nævne problemet med stor forvrængning forårsaget af den ultrakorte brændvidde. Hvis brændvidden af ​​orto-linsen på skrå kamera er designet til at være 10 mm, og dataene indsamles med en opløsning på 2 cm, er dronens flyvehøjde kun 51 meter.

 Det er klart, at hvis dronen er udstyret med et skrå kamera designet på denne måde til at udføre opgaver, vil det helt sikkert være farligt.

PS: Selvom ultravidvinkelobjektivet har begrænset brug af scener i skrå fotografimodellering, har det praktisk betydning for Lidar-modellering. Tidligere havde en berømt Lidar-virksomhed kommunikeret med os i håbet om, at vi kunne designe et vidvinkelobjektiv-antennekamera, monteret med Lidar, til jordobjektfortolkning og teksturindsamling.

4、Fra D3 til DG3

R&D af D3 fik os til at indse, at for skrå fotografering kan brændvidden ikke være monotont lang eller kort. Længden er tæt forbundet med modellens kvalitet, effektiviteten af ​​arbejdet og højden af ​​flyvningen. Så i objektivets R&D er det første spørgsmål at overveje: hvordan indstiller man brændvidderne for objektiver?

Selvom det korte brændpunkt har god modelleringskvalitet, men flyvehøjden er lav, er det ikke sikkert for drones flyvning. For at sikre dronernes sikkerhed skal brændvidden designes længere, men længere brændvidde vil påvirke arbejdseffektiviteten og modelleringskvaliteten. Der er en vis modsætning mellem flyvehøjden og 3D-modelleringskvaliteten. Vi skal søge et kompromis mellem disse modsætninger.

Så efter D3, baseret på vores omfattende overvejelse af disse modstridende faktorer, havde vi udviklet DG3 skråkameraet. DG3 tager højde for både 3D-modelleringskvaliteten af ​​D2 og flyvehøjden på D3, samtidig med at den tilføjer et varmeaflednings- og støvfjernelsessystem, så det også kan bruges på fastvingede eller VTOL-droner. DG3 er det mest populære skrå kamera til Rainpoo, det er også det mest udbredte skrå kamera på markedet.

Navn Riy-DG3
Vægt 650 g
Dimension 170*160*80 mm
Sensor type APS-C
CCD størrelse 23,5 mm×15,6 mm
Fysisk størrelse af pixel 3,9 um
Samlet antal pixels 120 MP
Minimum eksponeringstidsinterval 0,8 s
Kameraeksponeringstilstand Isokronisk/isometrisk eksponering
brændvidde 28mm/40mm
Strømforsyning Ensartet forsyning (Power by drone)
hukommelseskapacitet 320/640G
Dataoverførsel spped ≥80M/s
Arbejdstemperatur -10°C~+40°C
Firmware-opdateringer Gratis
IP rate IP 43

5、Fra DG3 til DG3Pros

RIY-Pros-seriens skråkamera kan opnå bedre modelleringskvalitet. Så hvilket specielt design har professionelle i linselayout og brændviddeindstilling? I dette nummer vil vi fortsætte med at introducere designlogikken bag Pros-parametrene.

6、 Skrå linsevinkel og modelleringskvalitet

Det tidligere indhold nævnte en sådan visning: jo kortere brændvidde, jo større synsvinklen, jo mere bygningsfacadeinformation kan indsamles, og jo bedre modelleringskvalitet.

 Udover at indstille en rimelig brændvidde kan vi selvfølgelig også bruge en anden måde til at forbedre modelleringseffekten: direkte øge vinklen på de skrå linser, som også kan indsamle mere rigelige facadeinformationer.

 

Men faktisk, selvom indstilling af en større skrå vinkel kan forbedre modelleringskvaliteten, er der også to bivirkninger:

 

1: Arbejdseffektiviteten reduceres. Med stigningen af ​​den skrå vinkel vil den udadgående udvidelse af flyruten også stige meget. Når den skrå vinkel på overstiger 45 °, vil flyveeffektiviteten falde kraftigt.

For eksempel er det professionelle luftkamera Leica RCD30, dets skrå vinkel er kun 30 °, en af ​​grundene til dette design er at øge arbejdseffektiviteten.

2:Hvis den skrå vinkel er for stor, vil sollys let trænge ind i kameraet, hvilket forårsager blænding (især om morgenen og eftermiddagen på en diset dag). Rainpoo skrå kamera er det tidligste til at adoptere det interne objektivdesign. Dette design svarer til at tilføje en hætte til linserne for at forhindre det i at blive påvirket af det skrå sollys.

Især for små droner er deres flyveholdning generelt relativt dårlig. Efter at objektivets skrå vinkel og dronens indstilling er overlejret, kan der let trænge strølys ind i kameraet, hvilket yderligere forstærker genskin-problemet.

7, Ruteoverlapning og modelleringskvalitet

Erfaringen viser, at for at sikre modelkvaliteten for ethvert objekt i rummet, er det bedst at dække teksturoplysningerne for de fem grupper af linser under flyvning.

 Dette er let at forstå. For eksempel, hvis vi ønsker at bygge en 3D-model af en gammel bygning, skal modelleringskvaliteten af ​​cirkelflyvningen være meget bedre end kvaliteten af ​​at tage nogle få billeder på fire sider.

Jo flere dækkede billeder, jo flere rumlige og teksturoplysninger indeholder det, og jo bedre modelleringskvalitet. Dette er betydningen af ​​flyruteoverlapning for skrå fotografering.

Graden af ​​overlapning er en af ​​de nøglefaktorer, der bestemmer kvaliteten af ​​3D-modellen. I den generelle scene med skrå fotografering er overlapningsraten for det meste 80 % overskrift og 70 % sidelæns (de faktiske data er overflødige).

Faktisk er det bestemt bedst at have samme grad af overlap for sidelæns, men for høj sidelæns overlapning vil drastisk reducere flyveeffektiviteten (især for fastvingede droner), så baseret på effektivitet vil den generelle sidelæns overlap være lavere end overskriftsoverlapning.

 

Tips: I betragtning af arbejdseffektiviteten er overlapningsgraden ikke så høj som muligt. Efter at have overskredet en vis "standard", har en forbedring af overlapningsgraden en begrænset effekt på 3D-modellen. Ifølge vores eksperimentelle feedback vil en forøgelse af overlapningen nogle gange faktisk reducere kvaliteten af ​​modellen. For eksempel, for en modelleringsscene med en opløsning på 3 ~ 5 cm, er modelleringskvaliteten af ​​lavere overlapningsgrad nogle gange bedre end den højere overlapningsgrad.

8、Forskellen mellem teoretisk overlap og faktisk overlap

Inden flyvning sætter vi 80% kurs og 70% sidelæns overlap, hvilket blot er det teoretiske overlap. Under flyvningen vil dronen blive påvirket af luftstrømmen,og holdningsændringen vil medføre, at det faktiske overlap bliver mindre end det teoretiske overlap.

Generelt gælder det, at uanset om det er en multirotor- eller fastvinget drone, jo dårligere flyveholdning, jo dårligere er 3D-modellens kvalitet. Fordi de mindre droner med flere rotorer eller faste vinger er lettere i vægt og mindre i størrelse, er de modtagelige for interferens fra ekstern luftstrøm. Deres flyveholdning er generelt ikke så god som for mellemstore/store multi-rotor- eller fastvingede droner, hvilket resulterer i, at den faktiske overlapningsgrad i nogle bestemte jordarealer ikke er nok, hvilket i sidste ende påvirker modelleringskvaliteten.

9、Vanskeligheder ved 3D-modellering af højhuse

Efterhånden som bygningens højde stiger, vil sværhedsgraden af ​​3D-modellering øges. Det ene er, at højhuset vil øge risikoen for drones flyvning, og det andet er, at når bygningens højde stiger, falder overlapningen af ​​højhusdelene kraftigt, hvilket resulterer i dårlig kvalitet af 3D-modellen.

1 Indflydelsen af ​​øget overlap på 3D Modellering Kvalitet af højhuse

Til ovenstående problem har mange erfarne kunder fundet en løsning: øge graden af ​​overlapning. Med stigningen i graden af ​​overlapning vil modeleffekten blive væsentligt forbedret. Følgende er en sammenligning af de eksperimenter, vi lavede:

Gennem ovenstående sammenligning vil vi finde ud af, at: stigningen i graden af ​​overlap har ringe indflydelse på modelleringskvaliteten af ​​lave bygninger; men har stor indflydelse på højhusenes modelleringskvalitet.

Men efterhånden som graden af ​​overlapning øges, vil antallet af luftfotos stige, og tiden til databehandling vil også stige.

2 Indflydelsen af brændvidde på 3D Modellering Kvalitet af højhuse

Vi har lavet en sådan konklusion i det foregående indhold:Til facadebygning 3D modelleringsscener, jo længere brændvidde, jo dårligere modellering kvalitet. Til 3D-modellering af højhuse kræves der dog en længere brændvidde for at sikre modelleringskvaliteten. Som vist nedenfor:

Under betingelserne for samme opløsning og overlapningsgrad kan den lange brændvidde linse sikre den faktiske overlapningsgrad af taget og en tilstrækkelig sikker flyvehøjde til at opnå en bedre modelleringskvalitet af højhuse.

For eksempel, når DG4pros skrå kamera bruges til at lave 3D-modellering af højhuse, kan det ikke kun opnå god modelleringskvalitet, men nøjagtigheden kan stadig nå 1:500 matrikulære undersøgelseskrav, hvilket er fordelen ved det lange fokus længde linser.

Sag: En successag med skråfotografering

10, RIY-Pros serie skrå kameraer

For at opnå en bedre modelleringskvalitet, under forudsætning af samme opløsning, er det nødvendigt at sikre tilstrækkeligt overlap og de store synsfelter. For regioner med store terrænhøjdeforskelle eller højhuse er objektivets brændvidde også en vigtig faktor, der påvirker modelleringskvaliteten. Baseret på ovenstående principper har Rainpoo RIY-Pros serie skrå kameraer lavet følgende tre optimeringer på objektivet:

1 Skift layoutet af linsenses

For skrå kameraer i Pros-serien er den mest intuitive følelse, at dens form ændrer sig fra den runde til den firkantede. Den mest direkte årsag til denne ændring er, at linselayoutet er ændret.

Fordelen ved dette layout er, at kamerastørrelsen kan designes til at være mindre, og vægten kan være relativt lettere. Dette layout vil dog resultere i, at den overlappende grad af de venstre og højre skrå linser er lavere end for de forreste, midterste og bageste perspektiver: det vil sige, at området af skygge A er mindre end området for skygge B.

Som vi nævnte før, for at forbedre flyeffektiviteten, er sidelæns overlapning generelt mindre end kursoverlapning, og dette "surroundlayout" vil yderligere reducere sidelæns overlapning, hvorfor den laterale 3D-model vil være dårligere end kurs 3D model.

Så for RIY-Pros-serien ændrede Rainpoo linselayoutet til: parallelt layout. Som vist nedenfor:

Dette layout vil ofre en del af formen og vægten, men fordelen er, at det kan sikre tilstrækkelig sidelæns overlap og opnå en bedre modelleringskvalitet. I egentlig flyveplanlægning kan RIY-Pros endda reducere nogle sidelæns overlapninger for at forbedre flyeffektiviteten.

2 Juster vinklen på skrå lenses

Fordelen ved det "parallelle layout" er, at det ikke kun sikrer tilstrækkeligt overlap, men også øger side-FOV og kan indsamle flere teksturoplysninger om bygninger.

På dette grundlag øgede vi også brændvidden af ​​de skrå linser, så dens nederste kant faldt sammen med den nederste kant af det tidligere "surroundlayout"-layout, hvilket yderligere øgede sidevisningen af ​​vinklen, som vist i følgende figur:

Fordelen ved dette layout er, at selvom vinklen på skrå linser ændres, påvirker det ikke flyveeffektiviteten. Og efter at FOV af sidelinser er væsentligt forbedret, kan flere facadeinformationsdata indsamles, og modelleringskvaliteten er naturligvis forbedret.

Kontrasteksperimenter viser også, at sammenlignet med det traditionelle layout af linserne, kan Pros-seriens layout virkelig forbedre den sidelæns kvalitet af 3D-modeller.

Den venstre er 3D-modellen bygget af det traditionelle layout-kamera, og den højre er 3D-modellen bygget af Pros-kameraet.

3 Forøg brændvidden af skrå linser

 

RIY-Pros skrå kameralinser ændres fra det traditionelle "surroundlayout" til et "parallelt layout", og forholdet mellem nærpunktsopløsningen og fjernpunktsopløsningen af ​​billeder taget med skråobjektiver vil også stige.

 

For at sikre, at forholdet ikke overstiger den kritiske værdi, øges Pros skrå linsers brændvidde med 5% ~ 8% end før.

Navn Riy-DG3 Pros
Vægt 710 g
Dimension 130*142*99,5 mm
Sensor type APS-C
CCD størrelse 23,5 mm×15,6 mm
Fysisk størrelse af pixel 3,9 um
Samlet antal pixels 120 MP
Minimum eksponeringstidsinterval 0,8 s
Kameraeksponeringstilstand Isokronisk/isometrisk eksponering
brændvidde 28mm/43mm
Strømforsyning Ensartet forsyning (Power by drone)
hukommelseskapacitet 640G
Dataoverførsel spped ≥80M/s
Arbejdstemperatur -10°C~+40°C
Firmware-opdateringer Gratis
IP rate IP 43

Tidligere:

Næste:

Vend tilbage

KONTAKT OS

14. sal, No.377 Ningbo Road, Tianfu New Area, Chengdu, Sichuan, Kina.

Oversøisk support: +8619808149372

Postkasse：mirror@rainpoo.com

    Facebook twitter /talk-to-sales.html LinkedIn Youtube instagram