Лінія R&D серыі прадуктаў Rainpoo

Дзякуючы ўвядзенню, як фокусная адлегласць ўплывае на вынікі 3D-мадэлявання, вы можаце атрымаць папярэдняе разуменне сувязі паміж фокуснай адлегласцю і FOV. Ад налады параметраў палёту да працэсу 3D-мадэлявання, гэтыя два параметры заўсёды маюць сваё месца. Дык які ўплыў аказваюць гэтыя два параметры на вынікі 3D-мадэлявання? У гэтым артыкуле мы распавядзем, як Rainpoo выявіў сувязь у працэсе даследаванняў і распрацовак прадукту, і як знайсці баланс паміж супярэчнасцю паміж вышынёй палёту і вынікам 3D-мадэлі.

1、 Ад D2 да D3

RIY-D2 - гэта прадукт, спецыяльна распрацаваны для праектаў кадастравага вымярэння. Гэта таксама самая ранняя касая камера, якая мае дызайн выпадальнага меню і ўнутраных лінзаў. D2 валодае высокай дакладнасцю мадэлявання і добрай якасцю мадэлявання, што падыходзіць для мадэлявання сцэн з роўнай мясцовасцю і не занадта высокімі паверхамі. Аднак для вялікіх падзенняў, складанага рэльефу і рэльефу (уключаючы высакавольтныя лініі, коміны, базавыя станцыі і іншыя шматпавярховыя дамы) бяспека палётаў беспілотніка будзе вялікай праблемай.

У рэальных аперацыях некаторыя заказчыкі не планавалі добрую вышыню палёту, што прывяло да таго, што беспілотнік вісеў высакавольтныя лініі або ўрэзаўся ў базавую станцыю; Ці нават калі некаторым беспілотнікам пашчасціла прайсці праз небяспечныя месцы, яны даведаліся, што дроны знаходзяцца вельмі блізка да небяспечных месцаў, толькі калі праверылі аэрафотаздымкі. Гэтыя небяспекі і схаваныя небяспекі часта наносяць кліентам велізарныя страты маёмасці.

Базавая станцыя паказана на фота, вы можаце бачыць, што яна знаходзіцца вельмі блізка да беспілотніка, і вельмі верагодна, што ён будзе патрапіць Таму многія кліенты далі нам прапановы: ці можна распрацаваць касую камеру з вялікім фокусным адлегласцю, каб зрабіць вышыню палёту беспілотніка вышэй і зрабіць палёт больш бяспечным? Зыходзячы з патрэбаў кліентаў, на аснове D2, мы распрацавалі версію з вялікай фокуснай адлегласцю пад назвай RIY-D3. У параўнанні з D2, пры такім жа дазволе D3 можа павялічыць вышыню палёту беспілотніка прыкладна на 60%.

Падчас даследаванняў і распрацовак D3 мы заўсёды лічылі, што большая фокусная адлегласць можа мець больш высокую вышыню палёту, лепшую якасць мадэлявання і больш высокую дакладнасць. Але пасля фактычнай працы мы выявілі, што гэта не так, як чакалася, у параўнанні з D2, 3D-мадэль, створаная D3, была адносна напружанай, а эфектыўнасць працы была адносна нізкай.

Імя	Рый-Д2/Д3
Вага	850 г
Вымярэнне	190 * 180 * 88 мм
Тып датчыка	APS-C
CMOS памер	23,5 мм × 15,6 мм
Фізічны памер пікселя	3,9 мкм
Усяго пікселяў	120 МП
Мінімальны інтэрвал часу вытрымкі	1с
Рэжым экспазіцыі камеры	Ізахроннае/ізаметрычнае ўздзеянне
фокусная адлегласць	20 мм/35 мм для D235 мм/50 мм для D3
Блок харчавання	Раўнамернае забеспячэнне (сілкаванне ад беспілотніка)
ёмістасць памяці	320 г
Спампоўка даных паскорылася	≥70 М/с
Тэмпература працы	-10°C~+40°C
Абнаўленні прашыўкі	Бясплатна
Хуткасць IP	IP 43

2、Сувязь паміж фокуснай адлегласцю і якасцю мадэлявання

Сувязь паміж фокуснай адлегласцю і якасцю мадэлявання для большасці кліентаў няпроста зразумець, і нават многія вытворцы касых камер памылкова лічаць, што аб'ектыў з вялікай фокуснай адлегласцю карысны для якасці мадэлявання.

Фактычная сітуацыя тут такая: пры тым, што іншыя параметры аднолькавыя, для фасада будынка, чым больш фокусная адлегласць, тым горш роўнасць мадэлявання. Якія тут лагічныя адносіны?

У апошняй арт Як фокусная адлегласць ўплывае на вынікі 3D-мадэлявання мы згадалі, што:

З улікам таго, што іншыя параметры аднолькавыя, фокусная адлегласць будзе ўплываць толькі на вышыню палёту. Як паказана на малюнку вышэй, ёсць дзве розныя факальныя лінзы, чырвоны пазначае доўгі фокусны аб'ектыў, а сіні - кароткі. Максімальны вугал, які ўтвараюць доўгая факальная лінза і сценка, роўны α, а максімальны вугал, утвораны кароткай факальнай лінзай і сценкай, роўны β. Відавочна:

Што азначае гэты «кут»? Чым большы вугал паміж краем FOV аб'ектыва і сценкай, тым больш гарызантальны аб'ектыў адносна сцяны. Пры зборы інфармацыі аб фасадах будынкаў кароткія факальныя лінзы могуць збіраць інфармацыю пра сцены больш гарызантальна, а 3D-мадэлі на яе аснове могуць лепш адлюстроўваць фактуру фасада. Такім чынам, для сцэн з фасадамі, чым карацей фокусная адлегласць аб'ектыва, тым багацей сабраная інфармацыя аб фасадзе і лепш якасць мадэлявання.

Для будынкаў з карнізам пры аднолькавай раздзяляльнасці на зямлі, чым больш фокусная адлегласць аб'ектыва, чым вышэй вышыня палёту дрона, чым больш сляпых плям пад карнізам, тым горш будзе якасць мадэлявання. Такім чынам, у гэтым сцэнары D3 з аб'ектывам з большай фокуснай адлегласцю не можа канкураваць з D2 з аб'ектывам з больш кароткай фокуснай адлегласцю.

3、Супярэчнасць паміж вышынёй палёту беспілотніка і якасцю 3D-мадэлі

У адпаведнасці з лагічным сувяззю фокуснай адлегласці і якасці мадэлі, калі фокусная адлегласць аб'ектыва досыць кароткая, а вугал FOV досыць вялікі, шматаб'ектывная камера наогул не патрэбна. Супершырокакутны аб'ектыў (аб'ектыў «рыбіны вачэй») можа збіраць інфармацыю з усіх бакоў. Як паказана ніжэй:

Хіба не добра спраектаваць фокусную адлегласць аб'ектыва як мага менш?

Не кажучы ўжо пра праблему вялікіх скажэнняў, выкліканых ультракароткім фокусным адлегласцю. Калі фокусная адлегласць орта-аб'ектыва касой камеры разлічана на 10 мм, а дадзеныя збіраюцца з раздзяленнем 2 см, вышыня палёту беспілотніка складае ўсяго 51 метр.

Відавочна, што калі беспілотнік абсталяваны касой камерай, прызначанай такім чынам для выканання работ, гэта, безумоўна, будзе небяспечна.

PS: Нягледзячы на тое, што звышшырокакутны аб'ектыў мае абмежаванае выкарыстанне сцэн пры мадэляванні касой фатаграфіі, ён мае практычнае значэнне для мадэлявання Lidar. Раней з намі звязвалася адна вядомая кампанія Lidar, спадзеючыся, што мы распрацуем шырокавугольную аэракамеру, усталяваную разам з Lidar, для інтэрпрэтацыі наземных аб'ектаў і збору тэкстур.

4、 Ад D3 да DG3

Даследаванне і распрацоўка D3 прымусіла нас зразумець, што для касой фатаграфіі фокусная адлегласць не можа быць манатонна доўгім або кароткім. Даўжыня цесна звязана з якасцю мадэлі, эфектыўнасцю працы, вышынёй палёту. Такім чынам, у R&D аб'ектываў, першае пытанне, якое варта разгледзець: як задаць фокусныя адлегласці аб'ектываў?

Хоць кароткі фокус мае добрае якасць мадэлявання, але вышыня палёту малая, гэта небяспечна для палёту беспілотніка. Каб забяспечыць бяспеку беспілотнікаў, фокусная адлегласць павінна быць распрацавана больш, але большая фокусная адлегласць паўплывае на эфектыўнасць працы і якасць мадэлявання. Існуе пэўная супярэчнасць паміж вышынёй палёту і якасцю 3D-мадэлявання. Мы павінны шукаць кампраміс паміж гэтымі супярэчнасцямі.

Такім чынам, пасля D3, на аснове нашага ўсебаковага разгляду гэтых супярэчлівых фактараў, мы распрацавалі касую камеру DG3. DG3 улічвае як якасць 3D-мадэлявання D2, так і вышыню палёту D3, а таксама дадае сістэму адводу цяпла і пылу, так што яе таксама можна выкарыстоўваць на беспілотніках з фіксаваным крылом або VTOL. DG3 з'яўляецца самай папулярнай касой камерай для Rainpoo, яна таксама з'яўляецца найбольш шырока выкарыстоўванай касой камерай на рынку.

Імя	Рый-ДГ3
Вага	650 г
Вымярэнне	17016080 мм
Тып датчыка	APS-C
Памер CCD	23,5 мм × 15,6 мм
Фізічны памер пікселя	3,9 мкм
Усяго пікселяў	120 МП
Мінімальны інтэрвал часу вытрымкі	0,8 с
Рэжым экспазіцыі камеры	Ізахроннае/ізаметрычнае ўздзеянне
фокусная адлегласць	28 мм/40 мм
Блок харчавання	Раўнамернае забеспячэнне (сілкаванне ад беспілотніка)
ёмістасць памяці	320/640G
Спампоўка даных паскорылася	≥80 М/с
Тэмпература працы	-10°C~+40°C
Абнаўленні прашыўкі	Бясплатна
Хуткасць IP	IP 43

5、Ад DG3 да DG3Pros

Касая камера серыі RIY-Pros можа дасягнуць лепшай якасці мадэлявання. Такім чынам, які асаблівы дызайн мае прафесіяналы ў размяшчэнні аб'ектыва і наладзе фокуснай адлегласці? У гэтым выпуску мы працягнем прадстаўляць логіку дызайну, якая стаіць за параметрамі Pro.

6、Нахільны кут аб'ектыва і якасць мадэлявання

У папярэднім змесціве згадвалася такое меркаванне: чым карацей фокусная адлегласць, тым большы кут агляду, тым больш інфармацыі аб фасадзе будынка можна сабраць і тым лепш якасць мадэлявання.

У дадатак да ўстаноўкі разумнай фокуснай адлегласці, вядома, мы таксама можам выкарыстоўваць іншы спосаб палепшыць эфект мадэлявання: непасрэдна павялічыць кут касых лінзаў, якія таксама могуць сабраць больш багатую інфармацыю аб фасадах.

Але на самай справе, хоць усталяванне большага нахільнага вугла можа палепшыць якасць мадэлявання, ёсць таксама два пабочныя эфекты:

1: Эфектыўнасць працы будзе зніжана. З павелічэннем нахільнага вугла вонкавае пашырэнне маршруту палёту таксама значна павялічыцца. Калі нахільны кут перавышае 45 °, эфектыўнасць палёту рэзка знізіцца.

Напрыклад, прафесійная аэракамера Leica RCD30, яе касой кут складае ўсяго 30°, адна з прычын такой канструкцыі - павышэнне эфектыўнасці працы.

2: Калі нахільны вугал занадта вялікі, сонечнае святло лёгка пранікне ў камеру, выклікаючы блікі (асабліва раніцай і днём у туманны дзень). Касая камера Rainpoo з'яўляецца самай першай, якая прымае дызайн унутраных лінзаў. Такая канструкцыя эквівалентная даданню на лінзы капюшона, каб прадухіліць на іх уплыў касых сонечных прамянёў.

Асабліва для невялікіх беспілотнікаў, у цэлым іх стаўленне да палёту адносна дрэннае. Пасля таго, як нахільны кут аб'ектыва і становішча беспілотніка накладваюцца, рассеянае святло можа лёгка пранікнуць у камеру, яшчэ больш узмацняючы праблему блікаў.

7、Накладанне маршрутаў і якасць мадэлявання

Згодна з вопытам, для забеспячэння якасці мадэлі для любога аб'екта ў космасе лепш за ўсё падчас палёту пакрыць інфармацыю аб тэкстуры пяці груп лінзаў.

Гэта лёгка зразумець. Напрыклад, калі мы хочам пабудаваць 3D-мадэль старажытнага будынка, якасць мадэлявання кругавога палёту павінна быць значна лепшай, чым якасць зрабіць толькі некалькі здымкаў з чатырох бакоў.

Чым больш ахопленых фатаграфій, тым больш прасторавай і тэкстурнай інфармацыі яны ўтрымліваюць, і тым лепш якасць мадэлявання. Гэта сэнс перакрыцця маршрутаў палёту для касой фатаграфіі.

Ступень перакрыцця - адзін з ключавых фактараў, якія вызначаюць якасць 3D-мадэлі. У агульнай сцэне касой фатаграфіі частата перакрыцця складае ў асноўным 80% па загалоўку і 70% убок (фактычныя дадзеныя залішнія).

На самай справе, вядома, лепш за ўсё мець аднолькавую ступень перакрыцця для бакавога перакрыцця, але занадта высокае бакавое перакрыцце рэзка знізіць эфектыўнасць палёту (асабліва для беспілотнікаў з нерухомым крылом), таму, зыходзячы з эфектыўнасці, агульнае бакавое перакрыцце будзе ніжэй, чым перакрыцце загалоўкаў.

Парады: Улічваючы эфектыўнасць працы, ступень перакрыцця не настолькі высокая, наколькі гэта магчыма. Пасля перавышэння пэўнага «стандарту» паляпшэнне ступені перакрыцця мае абмежаваны ўплыў на 3D-мадэль. Згодна з нашымі эксперыментальнымі водгукамі, часам павелічэнне перакрыцця фактычна зніжае якасць мадэлі. Напрыклад, для сцэны мадэлявання з раздзяленнем 3 ~ 5 см якасць мадэлявання ніжэйшай ступені перакрыцця часам лепш, чым больш высокая ступень перакрыцця.

8、Розніца паміж тэарэтычным перакрыццем і фактычным перакрыццем

Перад палётам мы ўсталёўваем 80% курса і 70% бакавога перакрыцця, што з'яўляецца толькі тэарэтычным перакрыццем. У палёце на беспілотнік будзе ўплываць паветраны паток,і змена стаўлення прывядзе да таго, што фактычнае перакрыцце будзе меншым, чым тэарэтычнае.

Увогуле, няхай гэта будзе беспілотнік з некалькімі ротарамі або беспілотнік з фіксаваным крылом, чым горш палёт, тым горш якасць 3D-мадэлі. Паколькі меншыя беспілотнікі з некалькімі ротарамі або з фіксаваным крылом маюць меншы вага і меншыя памеры, яны адчувальныя да перашкод ад вонкавага паветранага патоку. Іх стаўленне да палёту, як правіла, не так добра, як у сярэдніх / вялікіх беспілотнікаў з некалькімі ротарамі або беспілотнікамі з фіксаваным крылом, у выніку чаго фактычнай ступені перакрыцця ў пэўнай мясцовасці недастаткова, што ў канчатковым рахунку ўплывае на якасць мадэлявання.

9. Складанасці ў 3D-мадэляванні шматпавярховых дамоў

Па меры павелічэння вышыні будынка будзе павялічвацца складанасць 3D-мадэлявання. Адна з іх заключаецца ў тым, што шматпавярхоўка павысіць рызыку палёту беспілотніка, а другая — з павелічэннем вышыні будынка перакрыцце шматпавярховых частак рэзка памяншаецца, што прыводзіць да дрэннай якасці 3D-мадэлі.

1 Уплыў павелічэння перакрыцця на 3D Мадэляванне якасці шматпавярховак

Для вышэйзгаданай праблемы многія вопытныя кліенты знайшлі рашэнне: павялічыць ступень перакрыцця. Сапраўды, з павелічэннем ступені перакрыцця эфект мадэлі будзе значна палепшаны. Ніжэй прыводзіцца параўнанне эксперыментаў, якія мы рабілі:

З дапамогай прыведзенага вышэй параўнання мы выявім, што: павелічэнне ступені перакрыцця мала ўплывае на якасць мадэлявання малапавярховых будынкаў; але аказвае вялікі ўплыў на якасць мадэлявання шматпавярховых дамоў.

Аднак па меры павелічэння ступені перакрыцця колькасць аэрафотаздымкаў будзе павялічвацца , а таксама павялічвацца час на апрацоўку даных.

2 Уплыў в фокусная адлегласць на 3D Мадэляванне якасці шматпавярховак

Такую выснову мы зрабілі ў папярэднім змесціве:Для фасадны будынак 3D мадэляванне сцэн, чым больш фокусная адлегласць, тым горш мадэляванне якасць. Аднак для 3D-мадэлявання шматпавярховых раёнаў патрабуецца большая фокусная адлегласць для забеспячэння якасці мадэлявання. Як паказана ніжэй:

Ва ўмовах аднолькавага дазволу і ступені перакрыцця лінза з вялікім фокусным адлегласцю можа забяспечыць фактычную ступень перакрыцця даху і дастаткова бяспечную вышыню палёту для дасягнення лепшай якасці мадэлявання вышынных будынкаў.

Напрыклад, калі касая камера DG4pros выкарыстоўваецца для трохмернага мадэлявання шматпавярховых будынкаў, яна не толькі можа дасягнуць добрай якасці мадэлявання, але і дакладнасць можа дасягаць патрабаванняў кадастравага абследавання 1: 500, што з'яўляецца перавагай доўгага фокуса. даўжыня лінзаў.

Справа: Паспяховы выпадак касой фатаграфіі

Касыя камеры 10、RIY-Pros

Для дасягнення лепшай якасці мадэлявання, з улікам таго ж раздзялення, неабходна забяспечыць дастатковую перакрыцце і вялікія палі зроку. Для рэгіёнаў з вялікімі перападамі вышыні мясцовасці або шматпавярховых будынкаў фокусная адлегласць аб'ектыва таксама роўная важны фактар, які ўплывае на якасць мадэлявання. На падставе вышэйзгаданых прынцыпаў касыя камеры Rainpoo RIY-Pros правялі наступныя тры аптымізацыі аб'ектыва:

1 Зменіце размяшчэнне аб'ектывасес

Для касых камер серыі Pros найбольш інтуітыўна зразумелым з'яўляецца тое, што іх форма мяняецца з круглай на квадратную. Самая прамая прычына гэтай змены заключаецца ў тым, што змянілася размяшчэнне лінзаў.

Перавага гэтай кампаноўкі заключаецца ў тым, што памер камеры можа быць меншы, а вага можа быць адносна меншай. Аднак у выніку гэтага размяшчэння ступень перакрыцця левай і правай касых лінз будзе ніжэй, чым у пярэдняй, сярэдняй і задняй перспектыў: гэта значыць, плошча цені A меншая за плошчу цені B.

Як мы ўжо згадвалі раней, для паляпшэння эфектыўнасці палёту бакавое перакрыцце звычайна меншае, чым перакрыцце загаловак, і гэтая «аб'ёмная планіроўка» яшчэ больш паменшыць бакавое перакрыцце, таму бакавая 3D-мадэль будзе горш, чым 3D-загаловак. мадэль.

Такім чынам, для серыі RIY-Pros Rainpoo змяніў размяшчэнне лінзаў на: паралельнае размяшчэнне. Як паказана ніжэй:

Такая планіроўка прывядзе ў ахвяру часткай формы і вагі, але перавага заключаецца ў тым, што яна можа забяспечыць дастатковае бакавое перакрыцце і дасягнуць лепшай якасці мадэлявання. У рэальным планаванні палётаў RIY-Pros можа нават паменшыць некаторыя бакавыя перакрыцці, каб палепшыць эфектыўнасць палёту.

2 Адрэгулюйце кут нахілу касой лёнses

Перавагай «паралельнай кампаноўкі» з'яўляецца тое, што яна не толькі забяспечвае дастатковае перакрыцце, але і павялічвае бакавы агляд і можа збіраць больш інфармацыі аб тэкстуры будынкаў.

Зыходзячы з гэтага, мы таксама павялічылі фокусную адлегласць касых лінз так, каб яго ніжні край супадаў з ніжнім краем папярэдняга макета «аб'ёмнага макета», яшчэ больш павялічыўшы кут збоку, як паказана на наступным малюнку:

Перавага гэтай кампаноўкі ў тым, што хоць кут касых лінзаў зменены, гэта не ўплывае на эфектыўнасць палёту. А пасля таго, як бачнасць бакавых лінзаў значна палепшыцца, можна сабраць больш інфармацыі аб фасадах і, вядома, палепшыць якасць мадэлявання.

Эксперыменты з кантрастам таксама паказваюць, што ў параўнанні з традыцыйным размяшчэннем лінзаў кампаноўка серыі Pros можа сапраўды палепшыць бакавую якасць 3D-мадэляў.

Злева - 3D-мадэль, пабудаваная з дапамогай камеры традыцыйнага макета, а справа - 3D-мадэль, пабудаваная з дапамогай камеры Pros.

3 Павялічце фокусную адлегласць касыя лінзы

Аб'ектывы для касых камер RIY-Pros зменены з традыцыйнай «аб'ёмнай кампаноўкі» на «паралельную», а таксама павялічыцца суадносіны раздзялення блізкай і далёкай кропкі фатаграфій, зробленых касымі аб'ектывамі.

Для таго, каб каэфіцыент не перавышаў крытычнае значэнне, фокусная адлегласць касых лінз Pros павялічана на 5% ~ 8%, чым раней.

Імя	Riy-DG3 Pros
Вага	710 г
Вымярэнне	130 * 142 * 99,5 мм
Тып датчыка	APS-C
Памер CCD	23,5 мм × 15,6 мм
Фізічны памер пікселя	3,9 мкм
Усяго пікселяў	120 МП
Мінімальны інтэрвал часу вытрымкі	0,8 с
Рэжым экспазіцыі камеры	Ізахроннае/ізаметрычнае ўздзеянне
фокусная адлегласць	28 мм/43 мм
Блок харчавання	Раўнамернае забеспячэнне (сілкаванне ад беспілотніка)
ёмістасць памяці	640 г
Спампоўка даных паскорылася	≥80 М/с
Тэмпература працы	-10°C~+40°C
Абнаўленні прашыўкі	Бясплатна
Хуткасць IP	IP 43