ความยาวโฟกัสส่งผลต่อผลลัพธ์การสร้างแบบจำลอง 3 มิติอย่างไร

1. บทนำ

สำหรับการถ่ายภาพเฉียง มีสี่ฉากที่สร้างแบบจำลอง 3 มิติยากมาก:

พื้นผิวสะท้อนแสงซึ่งไม่สามารถสะท้อนข้อมูลพื้นผิวที่แท้จริงของวัตถุได้ ตัวอย่างเช่น ผิวน้ำ, กระจก, พื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีพื้นผิวพื้นผิวเดียว

วัตถุเคลื่อนที่ช้า เช่น รถยนต์ที่ทางแยก

ฉากที่ไม่สามารถจับคู่จุดสนใจหรือจุดสนใจที่ตรงกันมีข้อผิดพลาดขนาดใหญ่ เช่น ต้นไม้และพุ่มไม้

อาคารที่ซับซ้อนกลวง เช่น ราวกันตก สถานีฐาน เสา สายไฟ ฯลฯ

สำหรับฉากประเภท 1 และ 2 ไม่ว่าจะปรับปรุงคุณภาพของข้อมูลต้นฉบับอย่างไร โมเดล 3 มิติก็จะไม่ปรับปรุงอยู่ดี

สำหรับฉากประเภท 3 และประเภท 4 ในการใช้งานจริง คุณสามารถปรับปรุงคุณภาพของแบบจำลอง 3 มิติได้โดยการปรับปรุงความละเอียด แต่ก็ยังง่ายมากที่จะมีช่องว่างและรูในแบบจำลอง และประสิทธิภาพในการทำงานจะต่ำมาก

นอกเหนือจากฉากพิเศษข้างต้นแล้ว ในกระบวนการสร้างแบบจำลอง 3 มิติ สิ่งที่เราให้ความสำคัญมากขึ้นคือคุณภาพของแบบจำลอง 3 มิติของอาคาร เนื่องจากปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการตั้งค่าพารามิเตอร์การบิน สภาพแสง อุปกรณ์เก็บข้อมูล ซอฟต์แวร์สร้างแบบจำลอง 3 มิติ ฯลฯ จึงง่ายต่อการทำให้อาคารแสดง: เงา การวาดภาพ การหลอมเหลว ความคลาดเคลื่อน การเสียรูป การยึดเกาะ ฯลฯ .

แน่นอนว่าปัญหาดังกล่าวสามารถปรับปรุงได้ด้วยการปรับเปลี่ยนโมเดล 3 มิติ อย่างไรก็ตาม หากคุณต้องการทำงานดัดแปลงโมเดลขนาดใหญ่ ค่าใช้จ่ายด้านเงินและเวลาจะมหาศาลมาก

แบบจำลอง 3 มิติ ก่อนการดัดแปลง

โมเดล 3 มิติหลังการดัดแปลง

ในฐานะผู้ผลิต R&D ของกล้องเฉียง Rainpoo คิดจากมุมมองของการเก็บรวบรวมข้อมูล:

วิธีการออกแบบกล้องเฉียงเพื่อปรับปรุงคุณภาพของโมเดล 3 มิติให้สำเร็จโดยไม่เพิ่มการทับซ้อนของเส้นทางการบินหรือจำนวนภาพถ่าย?

2、ความยาวโฟกัสคืออะไร

ความยาวโฟกัสของเลนส์เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญมาก โดยจะกำหนดขนาดของวัตถุบนสื่อการถ่ายภาพ ซึ่งเทียบเท่ากับขนาดของวัตถุและภาพ เมื่อใช้กล้องถ่ายภาพนิ่งดิจิตอล (DSC) เซ็นเซอร์ส่วนใหญ่จะเป็น CCD และ CMOS เมื่อใช้ DSC ในการสำรวจทางอากาศ ทางยาวโฟกัสจะกำหนดระยะการสุ่มตัวอย่างภาคพื้นดิน (GSD)

เมื่อถ่ายภาพวัตถุเป้าหมายเดียวกันในระยะทางเดียวกัน ให้ใช้เลนส์ที่มีความยาวโฟกัสยาว ภาพของวัตถุนี้มีขนาดใหญ่ และเลนส์ที่มีความยาวโฟกัสสั้นจะมีขนาดเล็ก

ทางยาวโฟกัสกำหนดขนาดของวัตถุในภาพ มุมมองภาพ ความชัดลึก และมุมมองของภาพ ทางยาวโฟกัสอาจแตกต่างกันมากตั้งแต่ไม่กี่มม.ไปจนถึงไม่กี่เมตรทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการใช้งาน โดยทั่วไป สำหรับการถ่ายภาพทางอากาศ เราเลือก เราจะเลือกทางยาวโฟกัสในช่วง 20 มม. ~ 100 มม.

3、FOV คืออะไร

ในเลนส์ออพติคอล มุมที่เกิดจากจุดศูนย์กลางของเลนส์เป็นยอดและระยะสูงสุดของภาพวัตถุที่สามารถทะลุผ่านเลนส์ได้เรียกว่ามุมรับภาพ ยิ่ง FOV มีขนาดใหญ่เท่าใด การขยายด้วยแสงก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ในแง่ ถ้าวัตถุเป้าหมายไม่อยู่ภายใน FOV แสงที่สะท้อนหรือปล่อยออกมาจากวัตถุจะไม่เข้าสู่เลนส์และภาพจะไม่เกิดขึ้น

4、ความยาวโฟกัส&FOV

สำหรับทางยาวโฟกัสของกล้องเอียง มีความเข้าใจผิดที่พบบ่อยสองประการ:

1) ยิ่งทางยาวโฟกัสยาวขึ้น ความสูงของโดรนก็จะยิ่งสูงขึ้น และพื้นที่ที่ภาพสามารถครอบคลุมได้กว้างขึ้น

2) ยิ่งทางยาวโฟกัสยาวขึ้น พื้นที่ครอบคลุมก็จะกว้างขึ้นและประสิทธิภาพในการทำงานก็จะสูงขึ้น

สาเหตุของความเข้าใจผิดสองข้อข้างต้นคือไม่รับรู้ถึงความเชื่อมโยงระหว่างทางยาวโฟกัสกับ FOV ความเชื่อมโยงระหว่างทั้งสองคือ ยิ่งทางยาวโฟกัสยาว FOV ก็ยิ่งเล็กลง ยิ่งทางยาวโฟกัสสั้น FOV ก็ยิ่งมากขึ้น

ดังนั้นเมื่อขนาดทางกายภาพของเฟรม ความละเอียดของเฟรม และความละเอียดของข้อมูลเท่ากัน การเปลี่ยนแปลงทางยาวโฟกัสจะเปลี่ยนเฉพาะความสูงของการบิน และพื้นที่ที่ครอบคลุมโดยภาพจะไม่เปลี่ยนแปลง

5、ทางยาวโฟกัสและประสิทธิภาพในการทำงาน

หลังจากเข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างทางยาวโฟกัสกับ FOV แล้ว คุณอาจคิดว่าทางยาวโฟกัสไม่มีผลกับประสิทธิภาพการบิน สำหรับ Ortho-photogrammetry นั้นค่อนข้างถูกต้อง (พูดอย่างเคร่งครัด ยิ่งทางยาวโฟกัสยิ่งสูง ความสูงของเที่ยวบิน ยิ่งกินไฟมาก เวลาบินยิ่งสั้นลง และประสิทธิภาพในการทำงานลดลง)

สำหรับการถ่ายภาพแบบเฉียง ยิ่งทางยาวโฟกัสยาวเท่าใด ประสิทธิภาพในการทำงานก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น

โดยทั่วไป เลนส์เฉียงของกล้องจะทำมุม 45 ° เพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลภาพของส่วนหน้าของขอบของพื้นที่เป้าหมายถูกเก็บรวบรวม ต้องขยายเส้นทางการบิน

เนื่องจากเลนส์เอียงที่ 45° จะเกิดสามเหลี่ยมมุมฉากหน้าจั่วขึ้น สมมติว่าไม่มีการพิจารณาทัศนคติการบินของโดรน แกนออปติคอลหลักของเลนส์เฉียงจะถูกพาไปที่ขอบของพื้นที่การวัดตามข้อกำหนดในการวางแผนเส้นทาง จากนั้นเส้นทางของโดรนจะขยายระยะทางเท่ากับ EQUAL ไปยังความสูงของการบินของโดรน .

ดังนั้น หากพื้นที่ครอบคลุมเส้นทางไม่เปลี่ยนแปลง พื้นที่ทำงานจริงของเลนส์ทางยาวโฟกัสสั้นจะมีขนาดใหญ่กว่าของเลนส์ทางยาว