3d mapping camera

Corporate News

บทความ

บทความ
เรื่องราวความสำเร็จของการถ่ายภาพเฉียง

กรณีความสำเร็จของการถ่ายภาพเฉียง

——ใช้แบบจำลอง 3 มิติเพื่อสำรวจพื้นที่สำหรับพื้นที่สูง

1. ภาพรวม

หลังจากหลายปีของการพัฒนา ตอนนี้ในประเทศจีน การถ่ายภาพเฉียงได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงการสำรวจเกี่ยวกับที่ดินในชนบท อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อจำกัดของเงื่อนไขทางเทคนิคของอุปกรณ์ การถ่ายภาพเฉียงยังคงอ่อนแอสำหรับการวัดพื้นที่ของฉากตกหล่นขนาดใหญ่ สาเหตุหลักมาจากทางยาวโฟกัสและรูปแบบภาพของเลนส์กล้องเอียงไม่ได้มาตรฐาน หลังจากประสบการณ์ในโครงการหลายปี เราพบว่าความแม่นยำของแผนที่ควรอยู่ภายใน 5 ซม. จากนั้น GSD ต้องอยู่ภายใน 2 ซม. และโมเดล 3 มิติต้องดีมาก ขอบของอาคารต้องตรงและชัดเจน

 

โดยทั่วไป ความยาวโฟกัสของกล้องที่ใช้สำหรับโครงการวัดที่ดินในชนบทคือ 25 มม. ในแนวตั้งและ 35 มม. ในแนวเฉียง เพื่อให้ได้ความแม่นยำที่ 1:500 GSD ต้องอยู่ภายใน 2 ซม. และเพื่อให้แน่ใจว่า ความสูงของโดรนโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 70-100 เมตร ตามระดับความสูงของเที่ยวบินนี้ ไม่มีทางที่จะเก็บรวบรวมข้อมูลของอาคารที่สูง 100 เมตรได้ แม้ว่าคุณจะทำการบินอยู่แล้วก็ตาม แต่ก็ไม่สามารถรับประกันการทับซ้อนกันของหลังคาได้ส่งผลให้โมเดลมีคุณภาพต่ำ .และเนื่องจากความสูงของการต่อสู้นั้นต่ำเกินไป มันจึงเป็นอันตรายอย่างยิ่งสำหรับ UAV

เพื่อแก้ปัญหานี้ ในเดือนพฤษภาคม 2019 เราได้ทำการทดสอบการตรวจสอบความถูกต้องของการถ่ายภาพเฉียงสำหรับอาคารสูงในเมือง จุดประสงค์ของการทดสอบนี้คือเพื่อตรวจสอบว่าความแม่นยำในการแมปสุดท้ายของแบบจำลอง 3 มิติที่สร้างโดยกล้องเฉียง RIY-DG4pros นั้นตรงตามข้อกำหนด RMSE 5 ซม. หรือไม่

2. ขั้นตอนการทดสอบ

อุปกรณ์

ในการทดสอบนี้ เราเลือก DJI M600PRO ที่ติดตั้งกล้องห้าเลนส์เฉียง Rainpoo RIY-DG4pros

การวางแผนพื้นที่สำรวจและจุดควบคุม

เพื่อตอบสนองต่อปัญหาข้างต้น และเพื่อเพิ่มความยาก เราได้เลือกเซลล์สองเซลล์ที่มีความสูงของอาคารเฉลี่ย 100 เมตรเป็นพิเศษสำหรับการทดสอบ

จุดควบคุมถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าตามแผนที่ GOOGLE และสภาพแวดล้อมโดยรอบควรเปิดโล่งและไม่มีสิ่งกีดขวางให้มากที่สุด ระยะห่างระหว่างจุดอยู่ในช่วง 150-200M

จุดควบคุมคือ 80*80 สี่เหลี่ยมจัตุรัส แบ่งเป็นสีแดงและสีเหลืองตามเส้นทแยงมุม เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถระบุจุดศูนย์กลางได้อย่างชัดเจนเมื่อแสงสะท้อนแรงเกินไปหรือแสงสว่างไม่เพียงพอ เพื่อปรับปรุงความแม่นยำ

การวางแผนเส้นทาง UAV

เพื่อความปลอดภัยในการทำงาน เราจองระดับความสูงที่ปลอดภัย 60 เมตร และ UAV บินที่ 160 เมตร เพื่อให้แน่ใจว่าหลังคาคาบเกี่ยวกัน เรายังได้เพิ่มอัตราการคาบเกี่ยวกันด้วย อัตราการทับซ้อนกันตามยาวคือ 85% และอัตราการทับซ้อนกันตามขวางคือ 80% และ UAV บินด้วยความเร็ว 9.8m/s

รายงานสามเหลี่ยมทางอากาศ (AT)

ใช้ซอฟต์แวร์ “Sky-Scanner” (พัฒนาโดย Rainpoo) เพื่อดาวน์โหลดและประมวลผลภาพถ่ายต้นฉบับล่วงหน้า จากนั้นนำเข้าไปยังซอฟต์แวร์สร้างแบบจำลอง ContextCapture 3D ด้วยปุ่มเดียว

  • 15ชม.

    AT เวลา:15น.

     

  • 23ชม.

    การสร้างแบบจำลอง 3 มิติ

    เวลา: 23h.

รายงานความผิดเพี้ยนของเลนส์

จากแผนภาพตารางการบิดเบือน จะเห็นได้ว่าการบิดเบือนของเลนส์ของ RIY-DG4pros นั้นเล็กมาก และเส้นรอบวงเกือบจะใกล้เคียงกับสี่เหลี่ยมจัตุรัสมาตรฐานโดยสิ้นเชิง

ข้อผิดพลาดในการฉายภาพ RMS

ด้วยเทคโนโลยีด้านการมองเห็นของ Rainpoo เราสามารถควบคุมค่า RMS ได้ภายใน 0.55 ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญต่อความแม่นยำของแบบจำลอง 3 มิติ

การซิงโครไนซ์เลนส์ห้าตัว

จะเห็นได้ว่าระยะห่างระหว่างจุดหลักของเลนส์แนวตั้งตรงกลางกับจุดหลักของเลนส์เฉียงคือ 1.63 ซม. 4.02 ซม. 4.68 ซม. 7.99 ซม. ลบความแตกต่างของตำแหน่งจริง ค่าความผิดพลาดคือ: - 4.37 ซม. -1.98 ซม. -1.32 ซม. 1.99 ซม. ความแตกต่างสูงสุดของตำแหน่งคือ 4.37 ซม. การซิงโครไนซ์กล้องสามารถควบคุมได้ภายใน 5 มิลลิวินาที

ระบุข้อผิดพลาด

RMS ของจุดควบคุมที่คาดการณ์ไว้และตามจริงอยู่ในช่วง 0.12 ถึง 0.47 พิกเซล

3. การสร้างแบบจำลอง 3 มิติ

การแสดงโมเดล
แสดงรายละเอียด

เราจะเห็นได้ว่าเนื่องจาก RIY-DG4pros ใช้เลนส์ทางยาวโฟกัสยาว บ้านที่อยู่ด้านล่างของโมเดล 3 มิติจึงมองเห็นได้ชัดเจนมาก ช่วงเวลาการเปิดรับแสงขั้นต่ำของกล้องอาจถึง 0.6 วินาที ดังนั้นแม้ว่าอัตราการซ้อนทับกันตามยาวจะเพิ่มขึ้นเป็น 85% ก็จะไม่เกิดการรั่วไหลของภาพถ่าย
ทางเท้าของอาคารสูงนั้นมีความชัดเจนและโดยพื้นฐานแล้วเป็นแนวตรง ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าเราจะได้รอยเท้าที่แม่นยำมากขึ้นในแบบจำลองในภายหลัง

4. การตรวจสอบความถูกต้อง

  • เราใช้สถานีทั้งหมดเพื่อรวบรวมข้อมูลตำแหน่งของจุดตรวจ จากนั้นนำเข้าไฟล์ DAT ลงใน CAD จากนั้นเปรียบเทียบข้อมูลตำแหน่งจุดบนแบบจำลองโดยตรงเพื่อดูความแตกต่าง
  • เราใช้สถานีทั้งหมดเพื่อรวบรวมข้อมูลตำแหน่งของจุดตรวจ จากนั้นนำเข้าไฟล์ DAT ลงใน CAD จากนั้นเปรียบเทียบข้อมูลตำแหน่งจุดบนแบบจำลองโดยตรงเพื่อดูความแตกต่าง

5. สรุป

ในการทดสอบนี้ ความยากคือฉากหล่นสูงและต่ำ ความหนาแน่นสูงของบ้านและพื้นที่ซับซ้อน ปัจจัยเหล่านี้จะนำไปสู่การเพิ่มความยากในการบิน ความเสี่ยงที่สูงขึ้น และโมเดล 3 มิติที่แย่ลง ซึ่งจะทำให้ความแม่นยำในการสำรวจที่ดินลดลง

เนื่องจากทางยาวโฟกัส RIY-DG4pros นั้นยาวกว่ากล้องเอียงทั่วไป จึงมั่นใจได้ว่า UAV ของเราสามารถบินได้ในระดับความสูงที่ปลอดภัยเพียงพอ และความละเอียดของภาพของวัตถุบนพื้นนั้นอยู่ภายใน 2 ซม. ในเวลาเดียวกัน เลนส์ฟูลเฟรมสามารถช่วยให้เราถ่ายภาพบ้านในมุมต่างๆ ได้มากขึ้นเมื่อบินในพื้นที่อาคารที่มีความหนาแน่นสูง ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพของโมเดล 3 มิติ ภายใต้สมมติฐานที่ว่าอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ทั้งหมดได้รับการประกัน เรายังปรับปรุงการทับซ้อนของเที่ยวบินและความหนาแน่นของการกระจายของจุดควบคุมเพื่อให้แน่ใจว่าแบบจำลอง 3 มิติมีความแม่นยำ

การถ่ายภาพเฉียงสำหรับพื้นที่สูงในการสำรวจที่ดิน เมื่อเนื่องจากข้อจำกัดของอุปกรณ์และการขาดประสบการณ์ สามารถวัดได้ด้วยวิธีการแบบเดิมเท่านั้น แต่อิทธิพลของอาคารสูงที่มีต่อสัญญาณ RTK ก็ทำให้เกิดความยากลำบากและความแม่นยำในการวัดต่ำเช่นกัน หากเราสามารถใช้ UAV เพื่อรวบรวมข้อมูล อิทธิพลของสัญญาณดาวเทียมก็สามารถขจัดออกไปได้อย่างสมบูรณ์ และสามารถปรับปรุงความแม่นยำโดยรวมของการวัดได้อย่างมาก ดังนั้นความสำเร็จของการทดสอบนี้จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเรา

การทดสอบนี้พิสูจน์ให้เห็นว่า RIY-DG4pro สามารถควบคุม RMS ให้เป็นช่วงค่าขนาดเล็กได้จริง มีความแม่นยำในการสร้างแบบจำลอง 3 มิติที่ดีและสามารถใช้ในโครงการวัดที่แม่นยำของอาคารสูงได้