Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

Corporate News

Articol

Articol
Linia de cercetare și dezvoltare a seriei de produse Rainpoo

Prin introducerea modului în care distanța focală afectează rezultatele modelării 3D, puteți avea o înțelegere preliminară a conexiunii dintre distanța focală și FOV. De la setarea parametrilor de zbor până la procesul de modelare 3D, acești doi parametri își au întotdeauna locul. Deci, ce efect au acești doi parametri asupra rezultatelor modelării 3D? În acest articol, vom prezenta modul în care Rainpoo a descoperit conexiunea în procesul de cercetare și dezvoltare a produsului și cum să găsim un echilibru între contradicția dintre înălțimea zborului și rezultatul modelului 3D.

1 、 De la D2 la D3

RIY-D2 este un produs special dezvoltat pentru proiecte de cercetare cadastrală. Este, de asemenea, cea mai veche cameră oblică care adoptă un design vertical și lentile interne. D2 are o precizie ridicată de modelare și o calitate bună a modelării, care este potrivit pentru modelarea scenelor cu teren plat și podele nu prea înalte. Cu toate acestea, pentru căderi mari, teren complex și topografie (inclusiv linii de înaltă tensiune, coșuri de fum, stații de bază și alte clădiri înalte), siguranța zborului dronei va fi o mare problemă.

 

În operațiunile efective, unii clienți nu au planificat o înălțime bună de zbor, ceea ce a determinat drona să atârne linii de înaltă tensiune sau să lovească stația de bază; Sau chiar dacă unele drone au avut norocul să treacă prin locurile periculoase, au aflat doar că dronele erau foarte aproape de locurile periculoase atunci când au verificat fotografiile aeriene .. Aceste pericole și pericole ascunse cauzează de multe ori pierderi imense de bunuri clienților.

O stație de bază arată în fotografie, puteți vedea că este foarte aproape de dronă, foarte probabil să lovească Prin urmare, mulți clienți ne-au dat sugestii: Poate fi proiectată o cameră oblică cu distanță focală lungă pentru a crește înălțimea zborului dronei și pentru a face zborul mai sigur? Pe baza nevoilor clienților, pe baza D2, am dezvoltat o versiune cu distanță focală lungă numită RIY-D3. Comparativ cu D2, la aceeași rezoluție, D3 poate crește înălțimea de zbor a dronei cu aproximativ 60%.

În timpul cercetării și dezvoltării D3, am crezut întotdeauna că o distanță focală mai mare poate avea o înălțime de zbor mai mare, o calitate mai bună a modelării și o precizie mai mare. Dar, după ce am lucrat efectiv, am constatat că nu era așa cum era de așteptat, comparativ cu D2, modelul 3D construit de D3 a fost relativ tensionat, iar eficiența de lucru a fost relativ scăzută.

Nume Riy-D2 / D3
Greutate 850g
Dimensiune 190 * 180 * 88mm
Tipul senzorului APS-C
CMOS o dimensiune 23,5 mm × 15,6 mm
Dimensiunea fizică a pixelului 3.9um
Total pixeli 120MP
Interval de timp de expunere Mininum 1s
Modul de expunere a camerei Expunere izocronică / izometrică
distanta focala 20mm / 35mm pentru D235mm / 50mm pentru D3
Alimentare electrică Alimentare uniformă (alimentare cu dronă)
capacitate de memorie 320G
Descărcare date spped ≥70M / s
Temperatura de lucru -10 ° C ~ + 40 ° C
Actualizări firmware Gratuit
Rata IP IP 43

2 connection Conexiunea dintre distanța focală și calitatea modelării

Conexiunea dintre distanța focală și calitatea modelării nu este ușor de înțeles de majoritatea clienților și chiar și mulți producători de camere oblice cred din greșeală că un obiectiv cu distanță focală lungă este util pentru modelarea calității.

 Situația reală aici este: cu premisa că alți parametri sunt aceiași, pentru fațada clădirii, cu cât este mai lungă distanța focală, cu atât este mai gravă egalitatea de modelare. Ce fel de relație logică este implicată aici?

În ultimul artical Cum afectează distanța focală rezultatele modelării 3D am menționat că:

Sub premisa că alți parametri sunt aceiași, distanța focală va afecta doar înălțimea zborului. Așa cum se arată în figura de mai sus, există două lentile focale diferite, roșu indică un obiectiv focal lung, iar albastru indică un obiectiv focal scurt. Unghiul maxim format de lentila focală lungă și perete este α, iar unghiul maxim format de lentila focală scurtă și peretele este β. Evident:

Ce înseamnă acest „unghi”? Cu cât unghiul este mai mare între marginea FOV a obiectivului și perete, cu atât obiectivul este mai orizontal în raport cu peretele. Când colectează informații despre fațadele clădirii, lentilele focale scurte pot colecta informații pe perete mai orizontal, iar modelele 3D bazate pe aceasta pot reflecta mai bine textura fațadei. Prin urmare, pentru scenele cu fațade, cu cât este mai mică distanța focală a obiectivului, cu atât mai bogate sunt informațiile colectate despre fațadă și cu atât este mai bună calitatea modelării.

 

Pentru clădirile cu streașină, în condițiile aceleiași rezoluții la sol, cu cât este mai mare distanța focală a obiectivului, cu atât este mai mare înălțimea zborului dronei, cu atât mai multe puncte oarbe sub streașină, cu atât va fi mai proastă calitatea modelării. Deci, în acest scenariu, D3 cu un obiectiv cu distanță focală mai mare nu poate concura cu D2 cu un obiectiv cu distanță focală mai mică.

3 、 Contradicția dintre înălțimea de zbor a dronei și calitatea modelului 3D

Conform conexiunii logice a distanței focale și a calității modelului, dacă distanța focală a obiectivului este suficient de scurtă și unghiul FOV este suficient de mare, nu este necesară nicio cameră multi-obiectiv. O lentilă superangulară (lentilă cu ochi de pește) poate colecta informații din toate direcțiile. Așa cum se arată mai jos:

 

Nu este bine să proiectați distanța focală a obiectivului cât mai scurt posibil?

Ca să nu mai vorbim de problema distorsiunilor mari cauzate de distanța focală ultra-scurtă. Dacă distanța focală a obiectivului orto al camerei oblice este proiectată să fie de 10 mm și datele sunt colectate la o rezoluție de 2 cm, înălțimea de zbor a dronei este de numai 51 de metri.

 Evident, dacă drona este echipată cu o cameră oblică concepută în acest fel pentru a face lucrări, va fi cu siguranță periculoasă.

PS: Deși obiectivul ultraangular are o utilizare limitată a scenelor în modelarea oblică a fotografiei, are o semnificație practică pentru modelarea Lidar. Anterior, o companie renumită Lidar comunicase cu noi, sperând să proiectăm o cameră aeriană cu unghi larg, montată cu Lidar, pentru interpretarea obiectelor de la sol și colectarea texturilor.

4 、 De la D3 la DG3

Cercetarea și dezvoltarea D3 ne-a făcut să ne dăm seama că pentru fotografia oblică, distanța focală nu poate fi monotonă lungă sau scurtă. Lungimea este strâns legată de calitatea modelului, de eficiența de lucru și de înălțimea zborului. Deci, în cercetarea și dezvoltarea obiectivului, prima întrebare de luat în considerare este: cum să setați distanțele focale ale obiectivelor?

Deși focalul scurt are o calitate bună de modelare, dar înălțimea zborului este scăzută, nu este sigur pentru zborul dronei. Pentru a asigura siguranța dronelor, distanța focală trebuie proiectată mai mult, dar distanța focală mai mare va afecta eficiența de lucru și calitatea modelării. Există o anumită contradicție între înălțimea zborului și calitatea modelării 3D. Trebuie să căutăm un compromis între aceste contradicții.

Așadar, după D3, pe baza examinării noastre complete a acestor factori contradictorii, am dezvoltat camera oblică DG3. DG3 ia în considerare atât calitatea modelării 3D a D2, cât și înălțimea de zbor a D3, adăugând în același timp un sistem de disipare a căldurii și de îndepărtare a prafului, astfel încât să poată fi utilizat și pe drone cu aripi fixe sau VTOL. DG3 este cea mai populară cameră oblică pentru Rainpoo, este și cea mai utilizată cameră oblică de pe piață.

Nume Riy-DG3
Greutate 650g
Dimensiune 170 * 160 * 80mm
Tipul senzorului APS-C
Mărimea CCD 23,5 mm × 15,6 mm
Dimensiunea fizică a pixelului 3.9um
Total pixeli 120MP
Interval de timp de expunere Mininum 0.8s
Modul de expunere a camerei Expunere izocronică / izometrică
distanta focala 28mm / 40mm
Alimentare electrică Alimentare uniformă (alimentare cu dronă)
capacitate de memorie 320 / 640G
Descărcare date spped ≥80M / s
Temperatura de lucru -10 ° C ~ + 40 ° C
Actualizări firmware Gratuit
Rata IP IP 43

5 、 De la DG3 la DG3Pros

Camera oblică din seria RIY-Pros poate obține o calitate mai bună a modelării. Deci, ce design special au profesioniștii în ceea ce privește aspectul obiectivului și setarea distanței focale? În acest număr, vom continua să introducem logica de proiectare din spatele parametrilor Pro.

6 angle Unghiul oblic al lentilelor și calitatea modelării

Conținutul anterior menționa o astfel de viziune: cu cât este mai mică distanța focală, cu atât este mai mare unghiul de vedere, cu atât mai multe informații despre fațada clădirii pot fi colectate și cu atât este mai bună calitatea modelării.

 Pe lângă stabilirea unei distanțe focale rezonabile, desigur, putem folosi și o altă modalitate de a îmbunătăți efectul de modelare: măriți direct unghiul lentilelor oblice, care pot colecta și informații mai abundente despre fațadă.

 

De fapt, deși setarea unui unghi oblic mai mare poate îmbunătăți calitatea modelării, există și două efecte secundare:

 

1: Eficiența de lucru va fi redusă. Odată cu creșterea unghiului oblic, extinderea spre exterior a traseului de zbor va crește, de asemenea, mult. Când unghiul oblic depășește 45 °, eficiența zborului va scădea brusc.

De exemplu, camera aeriană profesională Leica RCD30, unghiul său oblic este de numai 30 °, unul dintre motivele acestui design este creșterea eficienței de lucru.

2: Dacă unghiul oblic este prea mare, lumina soarelui va intra cu ușurință în cameră, provocând orbire (mai ales dimineața și după-amiaza unei zile cu ceață). Camera oblică Rainpoo este cea mai timpurie care adoptă designul obiectivului intern. Acest design este echivalent cu adăugarea unei glugi la lentile pentru a preveni afectarea acesteia de lumina soarelui oblică.

În special pentru dronele mici, în general, atitudinile lor de zbor sunt relativ slabe. După ce unghiul oblic al obiectivului și atitudinea dronei sunt suprapuse, lumina vagabondă poate intra cu ușurință în cameră, amplificând în continuare problema orbirii.

7 over Suprapunerea traseului și calitatea modelării

Conform experienței, pentru a asigura calitatea modelului, pentru orice obiect din spațiu, cel mai bine este să acoperiți informațiile de textură ale celor cinci grupuri de lentile în timpul zborului.

 Acest lucru este ușor de înțeles. De exemplu, dacă vrem să construim un model 3D al unei clădiri antice, calitatea modelării zborului în cerc trebuie să fie mult mai bună decât calitatea de a face doar câteva fotografii pe cele patru laturi.

Cu cât sunt mai multe fotografii acoperite, cu atât mai multe informații spațiale și de textură conțin și o calitate a modelării mai bună. Acesta este sensul suprapunerii traseului de zbor pentru fotografierea oblică.

Gradul de suprapunere este unul dintre factorii cheie care determină calitatea modelului 3D. În scena generală a fotografiei oblice, rata de suprapunere este în mare parte 80% în direcție și 70% lateral (datele reale sunt redundante).

De fapt, este cu siguranță cel mai bine să aveți același grad de suprapunere pentru lateral, dar suprapunerea laterală prea mare va reduce drastic eficiența zborului (în special pentru dronele cu aripi fixe), astfel încât, pe baza eficienței, suprapunerea generală laterală va fi mai mică decât suprapunerea titlului.

 

Sfaturi: Având în vedere eficiența de lucru, gradul de suprapunere nu este cât mai mare posibil. După depășirea unui anumit „standard”, îmbunătățirea gradului de suprapunere are un efect limitat asupra modelului 3D. Conform feedbackului nostru experimental, uneori creșterea suprapunerii va reduce de fapt calitatea modelului. De exemplu, pentru o scenă de modelare cu rezoluție de 3 ~ 5cm, calitatea de modelare a unui grad mai mic de suprapunere este uneori mai bună decât gradul superior de suprapunere.

8 difference Diferența dintre suprapunerea teoretică și suprapunerea reală

Înainte de zbor, stabilim 80% în direcție și 70% lateral se suprapun, ceea ce este doar suprapunerea teoretică. În zbor, drona va fi afectată de fluxul de aer,iar schimbarea de atitudine va face ca suprapunerea reală să fie mai mică decât suprapunerea teoretică.

În general, indiferent dacă este vorba de o dronă multi-rotor sau cu aripă fixă, cu cât este mai slabă atitudinea de zbor, cu atât este mai slabă calitatea modelului 3D. Deoarece dronele multi-rotor mai mici sau cu aripi fixe sunt mai ușoare în greutate și mai mici ca dimensiune, acestea sunt susceptibile la interferențe din fluxul de aer extern. Atitudinea lor de zbor nu este, în general, la fel de bună ca cea a dronelor cu rotor mediu / mare sau cu aripi fixe, ceea ce duce la gradul de suprapunere efectiv în anumite zone ale solului nu este suficient, ceea ce afectează în cele din urmă calitatea modelării.

9 、 Dificultăți în modelarea 3D a clădirilor înalte

Pe măsură ce înălțimea clădirii crește, dificultatea modelării 3D va crește. Una este că clădirea înaltă va crește riscul zborului dronei, iar a doua este că, pe măsură ce crește înălțimea clădirii, suprapunerea părților ridicate scade brusc, rezultând o calitate slabă a modelului 3D.

1 Influența creșterii suprapunerii pe 3D Modelarea calității clădirii înalte

Pentru problema de mai sus, mulți clienți cu experiență au găsit o soluție: creșterea gradului de suprapunere. Într-adevăr, odată cu creșterea gradului de suprapunere, efectul modelului va fi mult îmbunătățit. Următoarea este o comparație a experimentelor pe care le-am făcut:

Prin comparația de mai sus, vom constata că: creșterea gradului de suprapunere are puțină influență asupra calității modelării clădirilor cu înălțime mică; dar are o mare influență asupra calității modelării clădirilor înalte.

Cu toate acestea, pe măsură ce gradul de suprapunere crește, numărul de fotografii aeriene va crește și va crește și timpul pentru procesarea datelor.

2 Influența distanta focala pe 3D Modelarea calității clădirii înalte

Am făcut o astfel de concluzie în conținutul anterior:Pentru clădire fațadă 3D scenele de modelare, cu cât este mai mare distanța focală, cu atât modelarea este mai proastă calitate. Cu toate acestea, pentru modelarea 3D a zonelor înalte, este necesară o distanță focală mai mare pentru a asigura calitatea modelării. Așa cum se arată mai jos:

În condițiile aceleiași rezoluții și grad de suprapunere, lentila lungă focală lungă poate asigura gradul real de suprapunere a acoperișului și o înălțime de zbor suficient de sigură pentru a obține o calitate mai bună de modelare a clădirilor înalte.

De exemplu, atunci când camera oblică DG4pros este utilizată pentru a realiza modelarea 3D a clădirilor înalte, nu numai că poate atinge o calitate bună a modelării, dar precizia poate atinge în continuare cerințele de sondaj cadastral de 1: 500, ceea ce reprezintă avantajul focalului lung. lentile de lungime.

Caz: Un caz de succes al fotografiei oblice

10 cameras camere oblice din seria RIY-Pros

Pentru a obține o calitate mai bună a modelării, sub premisa aceleiași rezoluții, este necesar să se asigure o suprapunere suficientă și câmpurile vizuale mari. Pentru regiunile cu diferențe mari de înălțime a terenului sau clădiri înalte, distanța focală a obiectivului este, de asemenea, un factor important care afectează calitatea modelării. Pe baza principiilor de mai sus, camerele oblice din seria Rainpoo RIY-Pros au făcut următoarele trei optimizări ale obiectivului:

1 Schimbați aspectul lenses

Pentru camerele oblice din seria Pro, sentimentul cel mai intuitiv este că forma sa se schimbă de la rotund la pătrat. Cel mai direct motiv pentru această modificare este că aspectul obiectivelor s-a schimbat.

Avantajul acestui aspect este că dimensiunea camerei poate fi proiectată pentru a fi mai mică și greutatea poate fi relativ mai ușoară. Cu toate acestea, acest aspect va duce la gradul de suprapunere a lentilelor oblice stânga și dreapta fiind mai mic decât cel al perspectivelor din față, mijlocie și din spate: adică zona umbrei A este mai mică decât aria umbrei B.

Așa cum am menționat anterior, pentru a îmbunătăți eficiența zborului, suprapunerea laterală este în general mai mică decât suprapunerea poziției, iar acest „aspect surround” va reduce și mai mult suprapunerea laterală, motiv pentru care modelul 3D lateral va fi mai slab decât titlul 3D model.

Deci, pentru seria RIY-Pros, Rainpoo a schimbat aspectul obiectivelor în: aspect paralel. Așa cum se arată mai jos:

Acest aspect va sacrifica o parte din formă și greutate, dar avantajul este că poate asigura o suprapunere laterală suficientă și poate obține o calitate mai bună a modelării. În planificarea efectivă a zborului, RIY-Pros poate chiar reduce unele suprapuneri laterale pentru a îmbunătăți eficiența zborului.

2 Reglați unghiul oblic lenses

Avantajul „aspectului paralel” este că nu numai că asigură o suprapunere suficientă, dar crește și FOV-ul lateral și poate colecta mai multe informații despre textură ale clădirilor.

Pe această bază, am mărit, de asemenea, distanța focală a lentilelor oblice, astfel încât marginea inferioară a acesteia să coincidă cu marginea inferioară a aspectului anterior „dispunere surround”, mărind și mai mult vederea laterală a unghiului, așa cum se arată în figura următoare:

Avantajul acestui aspect este că, deși unghiul lentilelor oblic este modificat, acesta nu afectează eficiența zborului. Și după ce FOV-ul obiectivelor laterale este mult îmbunătățit, pot fi colectate mai multe date despre fațadă, iar calitatea modelării este bineînțeles îmbunătățită.

Experimentele de contrast arată, de asemenea, că, în comparație cu aspectul tradițional al lentilelor, aspectul seriei Pro poate îmbunătăți cu adevărat calitatea laterală a modelelor 3D.

Stânga este modelul 3D construit de camera cu aspect tradițional, iar dreapta este modelul 3D construit de camera Pro.

3 Măriți distanța focală a lentile oblice

 

Obiectivele camerei oblice RIY-Pros se schimbă de la „dispunerea surround” tradițională la „aspect paralel”, iar raportul dintre rezoluția punctului apropiat și rezoluția punctului îndepărtat a fotografiilor făcute de obiectivele oblice va crește, de asemenea.

 

Pentru a ne asigura că raportul nu depășește valoarea critică, distanța focală a lentilelor oblice Pros este mărită cu 5% ~ 8% decât înainte.

Nume Riy-DG3 Pro
Greutate 710g
Dimensiune 130 * 142 * 99,5 mm
Tipul senzorului APS-C
Mărimea CCD 23,5 mm × 15,6 mm
Dimensiunea fizică a pixelului 3.9um
Total pixeli 120MP
Interval de timp de expunere Mininum 0.8s
Modul de expunere a camerei Expunere izocronică / izometrică
distanta focala 28mm / 43mm
Alimentare electrică Alimentare uniformă (alimentare cu dronă)
capacitate de memorie 640G
Descărcare date spped ≥80M / s
Temperatura de lucru -10 ° C ~ + 40 ° C
Actualizări firmware Gratuit
Rata IP IP 43

Anterior:

Următor →:

Întoarcere