Barisan R&D siri produk Rainpoo

Melalui pengenalan Bagaimana jarak fokus mempengaruhi hasil pemodelan 3D, anda boleh mempunyai pemahaman awal tentang hubungan antara panjang fokus dan FOV. Daripada penetapan parameter penerbangan kepada proses pemodelan 3D, kedua-dua parameter ini sentiasa ada tempatnya. Jadi apakah kesan kedua-dua parameter ini pada hasil pemodelan 3D? Dalam artikel ini, kami akan memperkenalkan cara Rainpoo menemui sambungan dalam proses R&D produk dan cara mencari keseimbangan antara percanggahan antara ketinggian penerbangan dan hasil model 3D.

1、Dari D2 hingga D3

RIY-D2 ialah produk yang dibangunkan khas untuk projek ukur kadaster. Ia juga merupakan kamera serong terawal yang menggunakan reka bentuk juntai bawah dan kanta dalaman. D2 mempunyai ketepatan pemodelan yang tinggi dan kualiti pemodelan yang baik, yang sesuai untuk pemodelan pemandangan dengan rupa bumi yang rata dan tidak bertingkat terlalu tinggi. Walau bagaimanapun, untuk penurunan besar, rupa bumi yang kompleks dan topografi (termasuk talian voltan tinggi, cerobong asap, stesen pangkalan dan bangunan tinggi lain), keselamatan penerbangan dron akan menjadi masalah besar.

Dalam operasi sebenar, sesetengah pelanggan tidak merancang ketinggian penerbangan yang baik, yang menyebabkan dron itu menggantung talian voltan tinggi atau memukul stesen pangkalan; Atau walaupun beberapa dron bernasib baik untuk melalui tempat berbahaya, mereka hanya mengetahui bahawa dron itu berada sangat dekat dengan tempat berbahaya apabila mereka memeriksa foto udara.. Bahaya dan bahaya tersembunyi ini sering menyebabkan kerugian harta benda yang besar kepada pelanggan.

Sebuah stesen pangkalan menunjukkan dalam foto, anda boleh melihat ia sangat dekat dengan dron, kemungkinan besar akan terkena Oleh itu, ramai pelanggan telah memberi kami cadangan: Bolehkah kamera serong fokus panjang direka untuk menjadikan ketinggian penerbangan dron lebih tinggi dan menjadikan penerbangan lebih selamat? Berdasarkan keperluan pelanggan, berdasarkan D2, kami telah membangunkan versi panjang fokus yang dinamakan RIY-D3. Berbanding dengan D2, pada resolusi yang sama, D3 boleh meningkatkan ketinggian penerbangan dron sebanyak kira-kira 60%.

Semasa R&D D3, kami sentiasa percaya bahawa jarak fokus yang lebih panjang boleh mempunyai ketinggian penerbangan yang lebih tinggi, kualiti pemodelan yang lebih baik dan ketepatan yang lebih tinggi. Tetapi selepas kerja sebenar, kami mendapati ia tidak seperti yang dijangkakan, bandingkan dengan D2, model 3D yang dibina oleh D3 agak tegang, dan kecekapan kerja agak rendah.

nama	Riy-D2/D3
Berat badan	850g
Dimensi	19018088mm
Jenis sensor	APS-C
CMOS saiz	23.5mm×15.6mm
Saiz fizikal piksel	3.9um
Jumlah piksel	120MP
Selang masa pendedahan minimum	1s
Mod pendedahan kamera	Pendedahan Isokronik/Isometri
Panjang fokus	20mm/35mm untuk D235mm/50mm untuk D3
Bekalan kuasa	Bekalan seragam (Kuasa dengan dron)
kapasiti ingatan	320G
Muat turun data sppped	≥70J/s
Suhu kerja	-10°C~+40°C
Kemas kini perisian tegar	Secara percuma
Kadar IP	IP 43

2、Hubungan antara jarak fokus dan kualiti pemodelan

Sambungan antara panjang fokus dan kualiti pemodelan tidak mudah difahami oleh kebanyakan pelanggan, malah banyak pengeluar kamera serong tersilap percaya bahawa kanta panjang fokus yang panjang membantu untuk kualiti pemodelan.

Situasi sebenar di sini ialah: atas premis bahawa parameter lain adalah sama, untuk fasad bangunan, semakin panjang jarak fokus, semakin teruk kesamaan pemodelan. Apakah jenis hubungan logik yang terlibat di sini?

Dalam artikel terakhir Cara jarak fokus mempengaruhi hasil pemodelan 3D kami telah menyebut bahawa:

Di bawah premis bahawa parameter lain adalah sama, jarak fokus hanya akan mempengaruhi ketinggian penerbangan. Seperti yang ditunjukkan dalam rajah di atas, terdapat dua kanta fokus berbeza, merah menunjukkan kanta fokus panjang, dan biru menunjukkan kanta fokus pendek. Sudut maksimum yang dibentuk oleh kanta fokus panjang dan dinding ialah α, dan sudut maksimum yang dibentuk oleh kanta fokus pendek dan dinding ialah β. Jelas sekali:

Apakah maksud "sudut" ini? Semakin besar sudut antara tepi FOV kanta dan dinding, semakin mendatar kanta berbanding dengan dinding. Apabila mengumpul maklumat tentang fasad bangunan, kanta fokus pendek boleh mengumpul maklumat dinding secara lebih mendatar, dan model 3D berdasarkannya boleh mencerminkan tekstur fasad dengan lebih baik. Oleh itu, untuk adegan dengan fasad, lebih pendek jarak fokus kanta, lebih kaya maklumat fasad yang dikumpul dan lebih baik kualiti pemodelan.

Untuk bangunan dengan cucur atap, di bawah keadaan peleraian tanah yang sama, semakin panjang fokus kanta, semakin tinggi ketinggian penerbangan dron, semakin banyak titik buta di bawah cucur atap, maka semakin buruk kualiti pemodelan. Jadi dalam senario ini, D3 dengan kanta panjang fokus yang lebih panjang tidak boleh bersaing dengan D2 dengan kanta panjang fokus yang lebih pendek.

3、Percanggahan antara ketinggian penerbangan dron dan kualiti model 3D

Mengikut sambungan logik panjang fokus dan kualiti model, jika panjang fokus kanta cukup pendek dan sudut FOV cukup besar, tiada kamera berbilang kanta diperlukan sama sekali. Kanta sudut super lebar (kanta mata ikan) boleh mengumpul maklumat semua arah. Seperti yang ditunjukkan di bawah:

Bukankah bagus untuk mereka bentuk panjang fokus kanta sependek mungkin?

Apatah lagi masalah herotan besar yang disebabkan oleh jarak fokus ultra pendek. Jika jarak fokus lensa orto kamera serong direka untuk 10mm dan data dikumpul pada resolusi 2cm, ketinggian penerbangan dron itu hanya 51 meter.

Jelas sekali, jika dron itu dilengkapi dengan kamera serong yang direka bentuk sedemikian untuk melakukan kerja, ia pasti berbahaya.

PS: Walaupun kanta sudut ultra lebar mempunyai penggunaan adegan yang terhad dalam pemodelan fotografi serong, ia mempunyai kepentingan praktikal untuk pemodelan Lidar. Sebelum ini, sebuah syarikat Lidar yang terkenal telah berkomunikasi dengan kami, berharap kami dapat mereka bentuk kamera udara kanta sudut lebar, yang dipasang dengan Lidar, untuk tafsiran objek tanah dan pengumpulan tekstur.

4、Dari D3 hingga DG3

P&P D3 menyedarkan kami bahawa untuk fotografi serong, jarak fokus tidak boleh panjang atau pendek secara monoton. Panjangnya berkait rapat dengan kualiti model, kecekapan kerja, dan ketinggian penerbangan. Jadi dalam R&D kanta, soalan pertama yang perlu dipertimbangkan ialah: bagaimana untuk menetapkan jarak fokus kanta?

Walaupun fokus pendek mempunyai kualiti pemodelan yang baik, tetapi ketinggian penerbangan adalah rendah, ia tidak selamat untuk penerbangan dron. Untuk memastikan keselamatan dron, jarak fokus mesti direka lebih panjang, tetapi jarak fokus yang lebih panjang akan menjejaskan kecekapan kerja dan kualiti pemodelan. Terdapat percanggahan tertentu antara ketinggian penerbangan dan kualiti pemodelan 3D. Kita mesti mencari kompromi antara percanggahan ini.

Jadi selepas D3, berdasarkan pertimbangan menyeluruh kami terhadap faktor-faktor yang bercanggah ini, kami telah membangunkan kamera serong DG3. DG3 mengambil kira kualiti pemodelan 3D D2 dan ketinggian penerbangan D3, di samping menambah sistem pelesapan haba dan penyingkiran habuk, supaya ia juga boleh digunakan pada dron sayap tetap atau VTOL. DG3 ialah kamera serong yang paling popular untuk Rainpoo, ia juga merupakan kamera serong yang paling banyak digunakan di pasaran.

nama	Riy-DG3
Berat badan	650g
Dimensi	17016080mm
Jenis sensor	APS-C
Saiz CCD	23.5mm×15.6mm
Saiz fizikal piksel	3.9um
Jumlah piksel	120MP
Selang masa pendedahan minimum	0.8s
Mod pendedahan kamera	Pendedahan Isokronik/Isometri
Panjang fokus	28mm/40mm
Bekalan kuasa	Bekalan seragam (Kuasa dengan dron)
kapasiti ingatan	320/640G
Muat turun data sppped	≥80J/s
Suhu kerja	-10°C~+40°C
Kemas kini perisian tegar	Secara percuma
Kadar IP	IP 43

5、Dari DG3 kepada DG3Pros

Kamera serong siri RIY-Pros boleh mencapai kualiti pemodelan yang lebih baik. Jadi apakah reka bentuk khas yang Pro ada dalam susun atur lensa dan tetapan panjang fokus? Dalam isu ini, kami akan terus memperkenalkan logik reka bentuk di sebalik parameter Pros.

6、Sudut kanta serong dan kualiti pemodelan

Kandungan sebelumnya menyebut pandangan sedemikian: lebih pendek jarak fokus, lebih besar sudut pandangan, lebih banyak maklumat fasad bangunan boleh dikumpulkan, dan lebih baik kualiti pemodelan.

Selain menetapkan jarak fokus yang munasabah, sudah tentu, kami juga boleh menggunakan cara lain untuk meningkatkan kesan pemodelan: secara langsung meningkatkan sudut kanta serong, yang juga boleh mengumpul maklumat fasad yang lebih banyak.

Tetapi sebenarnya, walaupun menetapkan sudut serong yang lebih besar boleh meningkatkan kualiti pemodelan, terdapat juga dua kesan sampingan:

1: Kecekapan kerja akan berkurangan. Dengan peningkatan sudut serong, pengembangan luar laluan penerbangan juga akan meningkat dengan banyak. Apabila sudut serong melebihi 45 °, kecekapan penerbangan akan menurun secara mendadak.

Sebagai contoh, kamera udara profesional Leica RCD30, ia adalah sudut serong hanya 30 °, salah satu sebab untuk reka bentuk ini adalah untuk meningkatkan kecekapan kerja.

2: Jika sudut serong terlalu besar, cahaya matahari akan mudah masuk ke dalam kamera, menyebabkan silau (terutamanya pada waktu pagi dan petang hari berjerebu). Kamera serong Rainpoo adalah yang terawal menggunakan reka bentuk kanta dalaman. Reka bentuk ini bersamaan dengan menambah hud pada kanta untuk mengelakkannya daripada terjejas oleh cahaya matahari serong.

Terutama untuk dron kecil, secara amnya, sikap penerbangan mereka agak lemah. Selepas sudut serong kanta dan sikap dron ditindih, cahaya sesat boleh masuk dengan mudah ke dalam kamera, seterusnya menguatkan masalah silau.

7、Pertindihan laluan dan kualiti pemodelan

Mengikut pengalaman, untuk memastikan kualiti model, untuk mana-mana objek di angkasa, adalah yang terbaik untuk menutup maklumat tekstur lima kumpulan kanta semasa penerbangan.

Ini mudah difahami. Sebagai contoh, jika kita ingin membina model 3D bangunan purba, kualiti pemodelan penerbangan bulatan mestilah jauh lebih baik daripada kualiti mengambil hanya beberapa gambar pada empat sisi.

Lebih banyak foto yang dilindungi, lebih banyak maklumat ruang dan tekstur yang terkandung di dalamnya, dan lebih baik kualiti pemodelan. Ini ialah maksud pertindihan laluan penerbangan untuk fotografi serong.

Tahap pertindihan adalah salah satu faktor utama yang menentukan kualiti model 3D. Dalam pemandangan umum fotografi serong, kadar pertindihan kebanyakannya adalah 80% menuju dan 70% ke sisi (data sebenar adalah berlebihan).

Malah, adalah lebih baik untuk mempunyai tahap pertindihan yang sama untuk sisi, tetapi pertindihan sisi yang terlalu tinggi akan mengurangkan kecekapan penerbangan secara drastik (terutama untuk dron sayap tetap), jadi berdasarkan kecekapan, pertindihan sisi umum akan lebih rendah daripada tajuk bertindih.

Petua: Memandangkan kecekapan kerja, tahap pertindihan tidak setinggi mungkin. Selepas melebihi "standard" tertentu, meningkatkan tahap bertindih mempunyai kesan terhad pada model 3D. Menurut maklum balas percubaan kami, kadangkala meningkatkan pertindihan sebenarnya akan mengurangkan kualiti model. Sebagai contoh, untuk adegan pemodelan resolusi 3 ~ 5cm, kualiti pemodelan darjah pertindihan yang lebih rendah kadangkala lebih baik daripada darjah pertindihan yang lebih tinggi.

8、Perbezaan antara pertindihan teori dan pertindihan sebenar

Sebelum penerbangan, kami menetapkan 80% tajuk dan 70% bertindih sisi, yang merupakan pertindihan teori. Dalam penerbangan, dron akan terjejas oleh aliran udara,dan perubahan sikap akan menyebabkan pertindihan sebenar menjadi kurang daripada pertindihan teori.

Secara umum, sama ada drone berbilang pemutar atau sayap tetap, semakin lemah sikap penerbangan, semakin teruk kualiti model 3D. Oleh kerana dron berbilang pemutar atau sayap tetap yang lebih kecil adalah lebih ringan dan bersaiz lebih kecil, ia mudah terdedah kepada gangguan daripada aliran udara luaran. Sikap penerbangan mereka secara amnya tidak sebaik dron berbilang pemutar sederhana / besar atau sayap tetap, menyebabkan tahap pertindihan sebenar di beberapa kawasan tanah tertentu tidak mencukupi, yang akhirnya menjejaskan kualiti pemodelan.

9、Kesukaran dalam pemodelan 3D bangunan tinggi

Apabila ketinggian bangunan meningkat, kesukaran pemodelan 3D akan meningkat. Satu ialah bangunan bertingkat tinggi akan meningkatkan risiko penerbangan dron, dan yang kedua ialah apabila ketinggian bangunan meningkat, pertindihan bahagian bertingkat tinggi menurun dengan mendadak, mengakibatkan kualiti model 3D yang tidak baik.

1 Pengaruh Pertindihan yang Bertambah pada 3D Kualiti Pemodelan Bangunan Bertingkat Tinggi

Untuk masalah di atas, ramai pelanggan berpengalaman telah menemui penyelesaian: tingkatkan tahap pertindihan. Sesungguhnya, dengan peningkatan tahap pertindihan, kesan model akan bertambah baik. Berikut ialah perbandingan eksperimen yang kami lakukan:

Melalui perbandingan di atas, kita akan mendapati bahawa: peningkatan dalam tahap pertindihan mempunyai sedikit pengaruh ke atas kualiti pemodelan bangunan bertingkat rendah; tetapi mempunyai pengaruh yang besar terhadap kualiti pemodelan bangunan bertingkat tinggi.

Walau bagaimanapun, apabila tahap pertindihan meningkat, bilangan foto udara akan meningkat, dan masa untuk pemprosesan data juga akan meningkat.

2 Pengaruh daripada Panjang fokus pada 3D Kualiti Pemodelan Bangunan Bertingkat Tinggi

Kami telah membuat kesimpulan sedemikian dalam kandungan sebelumnya:Untuk bangunan fasad 3D adegan pemodelan, semakin panjang jarak fokus, semakin teruk pemodelan itu kualiti. Walau bagaimanapun, untuk pemodelan 3D kawasan bertingkat tinggi, jarak fokus yang lebih panjang diperlukan untuk memastikan kualiti pemodelan. Seperti yang ditunjukkan di bawah:

Di bawah syarat resolusi yang sama dan darjah bertindih, kanta panjang fokus yang panjang boleh memastikan tahap bertindih sebenar bumbung dan ketinggian penerbangan yang cukup selamat untuk mencapai kualiti pemodelan yang lebih baik bagi bangunan bertingkat tinggi.

Sebagai contoh, apabila kamera serong DG4pros digunakan untuk melakukan pemodelan 3D bangunan tinggi, ia bukan sahaja boleh mencapai kualiti pemodelan yang baik, tetapi ketepatan masih boleh mencapai 1: 500 keperluan tinjauan kadaster, yang merupakan kelebihan fokus panjang. kanta panjang.

Kes: Kes kejayaan fotografi serong

10、Kamera serong siri RIY-Pros

Untuk mencapai kualiti pemodelan yang lebih baik, di bawah premis resolusi yang sama, adalah perlu untuk memastikan pertindihan yang mencukupi dan medan pandangan yang besar. Bagi kawasan yang mempunyai perbezaan ketinggian rupa bumi yang besar atau bangunan bertingkat tinggi, jarak fokus kanta juga faktor penting yang mempengaruhi kualiti pemodelan. Berdasarkan prinsip di atas, kamera serong siri Rainpoo RIY-Pros telah membuat tiga pengoptimuman berikut pada lensa:

1 Tukar susun atur lenses

Untuk kamera serong siri Pro, perasaan yang paling intuitif ialah bentuknya berubah dari bulat ke segi empat sama. Sebab paling langsung untuk perubahan ini ialah susun atur kanta telah berubah.

Kelebihan susun atur ini ialah saiz kamera boleh direka untuk menjadi lebih kecil dan berat boleh menjadi lebih ringan. Walau bagaimanapun, reka letak ini akan menyebabkan darjah pertindihan kanta serong kiri dan kanan menjadi lebih rendah daripada perspektif hadapan, tengah dan belakang: iaitu, kawasan bayang-bayang A lebih kecil daripada luas bayang-bayang B.

Seperti yang telah kami nyatakan sebelum ini, untuk meningkatkan kecekapan penerbangan, tindihan sisi biasanya lebih kecil daripada tumpang tindih tajuk, dan "susun atur sekeliling" ini akan mengurangkan lagi pertindihan sisi, itulah sebabnya model 3D sisi akan lebih lemah daripada tajuk 3D. model.

Jadi untuk siri RIY-Pros, Rainpoo menukar susun atur kanta kepada: susun atur selari. Seperti yang ditunjukkan di bawah:

Reka letak ini akan mengorbankan sebahagian daripada bentuk dan berat, tetapi kelebihannya ialah ia dapat memastikan pertindihan sisi yang mencukupi dan mencapai kualiti pemodelan yang lebih baik. Dalam perancangan penerbangan sebenar, RIY-Pros malah boleh mengurangkan beberapa pertindihan sisi untuk meningkatkan kecekapan penerbangan.

2 Laraskan sudut serong lenses

Kelebihan "susun atur selari" ialah ia bukan sahaja memastikan pertindihan yang mencukupi, tetapi juga meningkatkan FOV sisi dan boleh mengumpul lebih banyak maklumat tekstur bangunan.

Atas dasar ini, kami juga meningkatkan panjang fokus kanta serong supaya tepi bawahnya bertepatan dengan tepi bawah susun atur "susun sekeliling" sebelumnya, meningkatkan lagi pandangan sisi sudut, seperti yang ditunjukkan dalam rajah berikut:

Kelebihan susun atur ini ialah walaupun sudut kanta serong diubah, ia tidak menjejaskan kecekapan penerbangan. Dan selepas FOV kanta sisi dipertingkatkan, lebih banyak data maklumat fasad boleh dikumpulkan, dan kualiti pemodelan sudah tentu dipertingkatkan.

Eksperimen kontras juga menunjukkan bahawa, berbanding dengan reka letak tradisional kanta, reka letak siri Pro benar-benar boleh meningkatkan kualiti sisi model 3D.

Kiri ialah model 3D yang dibina oleh kamera susun atur tradisional, dan kanan ialah model 3D yang dibina oleh kamera Pro .

3 Tingkatkan jarak fokus kanta serong

Kanta kamera serong RIY-Pros ditukar daripada "susun atur sekeliling" tradisional kepada "susun atur selari", dan nisbah resolusi titik dekat kepada resolusi titik jauh foto yang diambil oleh kanta serong juga akan meningkat.

Untuk memastikan nisbah tidak melebihi nilai kritikal, panjang fokus kanta serong Kebaikan dinaikkan sebanyak 5% ~ 8% daripada sebelumnya.

nama	Riy-DG3 Kebaikan
Berat badan	710g
Dimensi	13014299.5mm
Jenis sensor	APS-C
Saiz CCD	23.5mm×15.6mm
Saiz fizikal piksel	3.9um
Jumlah piksel	120MP
Selang masa pendedahan minimum	0.8s
Mod pendedahan kamera	Pendedahan Isokronik/Isometri
Panjang fokus	28mm/43mm
Bekalan kuasa	Bekalan seragam (Kuasa dengan dron)
kapasiti ingatan	640G
Muat turun data sppped	≥80J/s
Suhu kerja	-10°C~+40°C
Kemas kini perisian tegar	Secara percuma
Kadar IP	IP 43