קו מו"פ מסדרת המוצרים של Rainpoo

באמצעות ההקדמה של כיצד אורך המוקד משפיע על תוצאות דוגמנות תלת מימד, תוכל לקבל הבנה ראשונית של הקשר בין אורך המוקד ל-FOV. החל מהגדרת פרמטרי הטיסה ועד לתהליך מידול תלת מימד, לשני הפרמטרים הללו תמיד יש את מקומם. אז איזו השפעה יש לשני הפרמטרים הללו על תוצאות המודלים התלת מימדיים? במאמר זה, נציג כיצד Rainpoo גילתה את הקשר בתהליך של מו"פ מוצרים, וכיצד למצוא איזון בין הסתירה בין גובה הטיסה לתוצאה של מודל תלת מימד.

1、מ-D2 ל-D3

RIY-D2 הוא מוצר שפותח במיוחד עבור פרויקטים של סקר קדסטרלי. זוהי גם המצלמה האלכסונית המוקדמת ביותר המאמצת עיצוב נפתח ועדשה פנימית. ל-D2 דיוק מידול גבוה ואיכות מידול טובה, המתאים לדוגמנות סצנה עם שטח שטוח ורצפות לא גבוהות מדי. עם זאת, עבור צניחה גדולה, שטח מורכב וטופוגרפיה (כולל קווי מתח גבוה, ארובות, תחנות בסיס ובניינים רבי קומות אחרים), בטיחות הטיסה של המל"ט תהיה בעיה גדולה.

בפעילות בפועל, חלק מהלקוחות לא תכננו גובה טיסה טוב, מה שגרם למל"ט לתלות קווי מתח גבוה או לפגוע בתחנת הבסיס; או שלמרות שחלק מהמל"טים התמזל מזלם לעבור במקומות המסוכנים, הם גילו שהמל"טים היו קרובים מאוד למקומות המסוכנים רק כשבדקו את צילומי האוויר.. הסכנות והסכנות הנסתרות הללו גורמות לרוב לאובדן רכוש עצום ללקוחות.

תחנת בסיס מופיעה בתמונה, אתה יכול לראות שהיא קרובה מאוד לרחפן, סביר מאוד שתפגע לכן, לקוחות רבים נתנו לנו הצעות: האם ניתן לעצב מצלמה אלכסונית באורך מוקד ארוך כדי להגדיל את גובה הטיסה של המל"ט ולהפוך את הטיסה לבטוחה יותר? בהתבסס על צרכי הלקוח, בהתבסס על D2, פיתחנו גרסת אורך מוקד ארוך בשם RIY-D3. בהשוואה ל-D2, באותה רזולוציה, D3 יכול להגדיל את גובה הטיסה של המל"ט בכ-60%.

במהלך המחקר והפיתוח של D3, תמיד האמנו שאורך מוקד ארוך יותר יכול לקבל גובה טיסה גבוה יותר, איכות דוגמנות טובה יותר ודיוק גבוה יותר. אבל לאחר העבודה בפועל, גילינו שזה לא היה כצפוי, בהשוואה ל-D2, דגם התלת-ממד שנבנה על ידי D3 היה מתאמץ יחסית, ויעילות העבודה הייתה נמוכה יחסית.

שֵׁם	Riy-D2/D3
מִשׁקָל	850 גרם
מֵמַד	19018088 מ"מ
סוג חיישן	APS-C
CMOS בגודל	23.5 מ"מ × 15.6 מ"מ
גודל פיזי של פיקסל	3.9 ממ
סך הכל פיקסלים	120MP
מרווח זמן חשיפה מינימלי	1 שניות
מצב חשיפה למצלמה	חשיפה איזוכרונית/איזומטרית
אורך מוקד	20 מ"מ/35 מ"מ עבור D235 מ"מ/50 מ"מ עבור D3
ספק כוח	אספקה אחידה (כוח באמצעות מזל"ט)
קיבולת זיכרון	320G
קצב הורדת הנתונים	≥70M/s
טמפרטורת עבודה	-10°C~+40°C
עדכוני קושחה	בחינם
שיעור IP	IP 43

2、הקשר בין אורך מוקד ואיכות דוגמנות

את הקשר בין אורך המוקד לאיכות הדוגמנות לא קל לרוב הלקוחות להבין, ואפילו יצרני מצלמות אלכסוניות רבים מאמינים בטעות שעדשת אורך מוקד ארוך מועילה לאיכות הדוגמנות.

המצב בפועל כאן הוא: בהנחה שהפרמטרים האחרים זהים, לגבי חזית הבניין, ככל שאורך המוקד ארוך יותר, כך שוויון הדוגמנות גרוע יותר. איזה סוג של קשר לוגי מעורב כאן?

בכתבה האחרונה כיצד אורך המוקד משפיע על תוצאות דוגמנות תלת מימד הזכרנו ש:

בהנחה שהפרמטרים האחרים זהים, אורך המוקד ישפיע רק על גובה הטיסה. כפי שמוצג באיור לעיל, ישנן שתי עדשות מוקד שונות, אדום מציין עדשת מוקד ארוכה וכחול מציין עדשת מוקד קצרה. הזווית המקסימלית שנוצרת על ידי עדשת המוקד הארוכה והקיר היא α, והזווית המקסימלית שנוצרת על ידי עדשת המוקד הקצרה והקיר היא β. מובן מאליו:

מה המשמעות של ה"זווית" הזו? ככל שהזווית גדולה יותר בין קצה ה-FOV של העדשה לקיר, כך העדשה אופקית יותר ביחס לקיר. בעת איסוף מידע על חזיתות מבנים, עדשות מוקד קצרות יכולות לאסוף מידע על הקיר בצורה אופקית יותר, והמודלים התלת מימדיים המבוססים עליה יכולים לשקף טוב יותר את מרקם החזית. לכן, עבור סצנות עם חזיתות, ככל שאורך המוקד של העדשה קצר יותר, מידע החזית שנאסף עשיר יותר ואיכות הדוגמנות טובה יותר.

עבור מבנים עם גג גג, בתנאי של אותה רזולוציית קרקע, ככל שאורך המוקד של העדשה ארוך יותר, גובה הטיסה של הרחפן גבוה יותר, נקודות עיוורות מתחת למרזבים יותר, כך איכות הדוגמנות תהיה גרועה יותר. אז בתרחיש זה, ה-D3 עם עדשת אורך מוקד ארוכה יותר לא יכולה להתחרות ב-D2 עם עדשת אורך מוקד קצרה יותר.

3、הסתירה בין גובה הטיסה של המל"ט לאיכות מודל התלת מימד

לפי החיבור ההגיוני של אורך המוקד ואיכות הדגם, אם אורך המוקד של העדשה קצר מספיק וזווית ה-FOV גדולה מספיק, אין צורך כלל במצלמה מרובת עדשות. עדשת זווית סופר רחבה (עדשת עין דג) יכולה לאסוף את המידע מכל הכיוונים. כפי שמוצג מטה:

זה לא בסדר לעצב את אורך המוקד של העדשה כמה שיותר קצר?

שלא לדבר על בעיית העיוות הגדול שנגרם מאורך המוקד הקצר במיוחד. אם אורך המוקד של עדשת האורתו של המצלמה האלכסונית מתוכנן להיות 10 מ"מ והנתונים נאספים ברזולוציה של 2 ס"מ, גובה הטיסה של המל"ט הוא 51 מטרים בלבד.

ברור שאם הרחפן מצויד במצלמה אלכסונית שתוכננה בצורה כזו לבצע עבודות, זה בהחלט יהיה מסוכן.

נ.ב: למרות שלעדשת הזווית האולטרה-רחבה יש שימוש מוגבל בסצנות בדוגמנות צילום אלכסוני, יש לה משמעות מעשית עבור דוגמנות לידאר. בעבר, חברה מפורסמת אחת של Lidar יצרה איתנו קשר, בתקווה שנעצב מצלמה אווירית של עדשה רחבה, המותקנת עם ה-Lidar, לפירוש אובייקטים קרקעיים ואיסוף טקסטורות.

4、מ-D3 ל-DG3

המו"פ של D3 גרם לנו להבין שעבור צילום אלכסוני, אורך המוקד אינו יכול להיות ארוך או קצר באופן מונוטוני. האורך קשור קשר הדוק לאיכות הדגם, יעילות העבודה וגובה הטיסה. אז במחקר ופיתוח עדשות, השאלה הראשונה שיש לשקול היא: כיצד להגדיר את אורכי המוקד של עדשות?

אמנם למוקד הקצר יש איכות דוגמנות טובה, אבל גובה הטיסה נמוך, הוא לא בטוח לטיסה של מזל"ט. על מנת להבטיח את בטיחות המל"טים, יש לתכנן את אורך המוקד ארוך יותר, אך אורך מוקד ארוך יותר ישפיע על יעילות העבודה ואיכות הדוגמנות. יש סתירה מסוימת בין גובה הטיסה לאיכות הדוגמנות התלת מימדית. עלינו לחפש פשרה בין הסתירות הללו.

אז אחרי D3, בהתבסס על השיקול המקיף שלנו בגורמים הסותרים הללו, פיתחנו את המצלמה האלכסונית DG3. DG3 לוקח בחשבון גם את איכות הדוגמנות התלת מימדית של D2 וגם את גובה הטיסה של D3, תוך הוספת מערכת פיזור חום והסרת אבק, כך שניתן להשתמש בה גם ברחפנים עם כנפיים קבועות או VTOL. DG3 היא מצלמת האלכסון הפופולרית ביותר עבור Rainpoo, היא גם מצלמת האלכסון הנפוצה ביותר בשוק.

שֵׁם	Riy-DG3
מִשׁקָל	650 גרם
מֵמַד	17016080 מ"מ
סוג חיישן	APS-C
גודל CCD	23.5 מ"מ × 15.6 מ"מ
גודל פיזי של פיקסל	3.9 ממ
סך הכל פיקסלים	120MP
מרווח זמן חשיפה מינימלי	0.8 שניות
מצב חשיפה למצלמה	חשיפה איזוכרונית/איזומטרית
אורך מוקד	28 מ"מ/40 מ"מ
ספק כוח	אספקה אחידה (כוח באמצעות מזל"ט)
קיבולת זיכרון	320/640G
קצב הורדת הנתונים	≥80M/s
טמפרטורת עבודה	-10°C~+40°C
עדכוני קושחה	בחינם
שיעור IP	IP 43

5、מ-DG3 ל-DG3Pros

מצלמה אלכסונית מסדרת RIY-Pros יכולה להשיג איכות דוגמנות טובה יותר. אז איזה עיצוב מיוחד יש למקצוענים בפריסת העדשה ובהגדרת אורך המוקד? בגיליון זה, נמשיך להציג את ההיגיון העיצובי מאחורי פרמטרי היתרונות.

6, זווית עדשה אלכסונית ואיכות דוגמנות

התוכן הקודם הזכיר תצוגה כזו: ככל שאורך המוקד קצר יותר, זווית הראייה גדולה יותר, ניתן לאסוף יותר מידע על חזית הבניין, ואיכות הדוגמנות טובה יותר.

בנוסף לקביעת אורך מוקד סביר, כמובן, נוכל גם להשתמש בדרך אחרת כדי לשפר את אפקט הדוגמנות: להגדיל ישירות את הזווית של העדשות האלכסוניות, שיכולות גם לאסוף מידע חזיתי בשפע.

אבל למעשה, למרות שהגדרת זווית אלכסונית גדולה יותר יכולה לשפר את איכות הדוגמנות, ישנן גם שתי תופעות לוואי:

1: יעילות העבודה תפחת. עם הגדלת הזווית האלכסונית, גם הרחבת מסלול הטיסה כלפי חוץ תגדל מאוד. כאשר הזווית האלכסונית של עולה על 45 מעלות, יעילות הטיסה תרד בחדות.

לדוגמה, מצלמת האוויר המקצועית Leica RCD30, הזווית האלכסונית שלה היא רק 30 מעלות, אחת הסיבות לעיצוב זה היא להגביר את יעילות העבודה.

2: אם הזווית האלכסונית גדולה מדי, אור השמש ייכנס בקלות לתוך המצלמה, ויגרום לסנוור (במיוחד בבוקר ואחר הצהריים של יום מעורפל). המצלמה האלכסונית של Rainpoo היא המצלמה המוקדמת ביותר שאימצה את העיצוב הפנימי של העדשה. עיצוב זה שווה ערך להוספת מכסה מנוע לעדשות כדי למנוע את השפעתה מאור השמש האלכסוני.

במיוחד עבור מל"טים קטנים, באופן כללי, עמדות הטיסה שלהם גרועות יחסית. לאחר שהזווית האלכסונית של העדשה והיחס של הרחפן מושפעים, אור תועה יכול להיכנס בקלות לתוך המצלמה, ולהגביר עוד יותר את בעיית הסנוור.

7、חפיפת מסלול ואיכות דוגמנות

על פי הניסיון, על מנת להבטיח את איכות הדגם, עבור כל אובייקט בחלל, עדיף לכסות את מידע הטקסטורה של חמש קבוצות העדשות במהלך הטיסה.

זה קל להבנה. לדוגמה, אם נרצה לבנות מודל תלת מימדי של בניין עתיק, איכות הדוגמנות של טיסת המעגל חייבת להיות הרבה יותר טובה מהאיכות של צילום רק כמה תמונות מארבעה צדדים.

ככל שתמונות מכוסות יותר, כך היא מכילה יותר מידע מרחבי ומרקם, ואיכות הדוגמנות טובה יותר. זו המשמעות של חפיפת מסלול טיסה לצילום אלכסוני.

מידת החפיפה היא אחד הגורמים המרכזיים הקובעים את איכות המודל התלת מימדי. בסצנה הכללית של צילום אלכסוני, שיעור החפיפה הוא לרוב 80% כיוון ו-70% הצידה (הנתונים בפועל מיותרים).

למעשה, בהחלט עדיף שתהיה אותה מידת חפיפה לצדדים, אך חפיפה גבוהה מדי לרוחב תפחית באופן דרסטי את יעילות הטיסה (במיוחד עבור מל"טים בעלי כנף קבועה), כך שבהתבסס על יעילות, החפיפה הצידית הכללית תהיה נמוכה יותר מאשר חפיפת כותרת.

טיפים: בהתחשב ביעילות העבודה, מידת החפיפה אינה גבוהה ככל האפשר. לאחר חריגה מ"תקן" מסוים, לשיפור מידת החפיפה יש השפעה מוגבלת על מודל התלת מימד. לפי המשוב הניסיוני שלנו, לפעמים הגדלת החפיפה למעשה תפחית את איכות המודל. לדוגמה, עבור סצנת דוגמנות ברזולוציה של 3 ~ 5 ס"מ, איכות הדוגמנות של דרגת חפיפה נמוכה יותר לפעמים טובה יותר מדרגת החפיפה הגבוהה יותר.

8、ההבדל בין חפיפה תיאורטית לחפיפה בפועל

לפני הטיסה, קבענו 80% כיוון ו-70% חפיפה לרוחב, שזו רק החפיפה התיאורטית. בטיסה, הרחפן יושפע מזרימת האוויר,והשינוי בגישה יגרום לכך שהחפיפה בפועל תהיה פחותה מהחפיפה התיאורטית.

באופן כללי, בין אם מדובר במזל"ט מרובה רוטורים או כנפיים קבועות, ככל שיחס הטיסה ירוד יותר, האיכות של דגם התלת מימד גרועה יותר. מכיוון שהמל"טים הקטנים יותר עם מספר רוטורים או כנפיים קבועים הם קלים יותר במשקל וקטנים יותר בגודלם, הם רגישים להפרעות מזרימת אוויר חיצונית. יחס הטיסה שלהם בדרך כלל אינו טוב כמו של מל"טים מרובים רוטורים בינוניים / גדולים או כנפיים קבועות, וכתוצאה מכך מידת החפיפה בפועל באזור קרקע מסוים אינה מספיקה, מה שבסופו של דבר משפיע על איכות הדוגמנות.

9、קשיים בדוגמנות תלת מימד של בניינים רבי קומות

ככל שגובה הבניין יגדל, הקושי במודלים תלת מימדיים יגדל. האחד הוא שהבניין הגבוה יגדיל את הסיכון לטיסת מזל"ט, והשני הוא שככל שגובה הבניין עולה, החפיפה של החלקים הגבוהים יורדת בחדות, וכתוצאה מכך איכות ירודה של מודל תלת מימד.

1 ההשפעה של הגדלת החפיפה על תלת מימד דוגמנות איכות בניין רב קומות

לבעיה הנ"ל, לקוחות מנוסים רבים מצאו פתרון: הגדלת מידת החפיפה. ואכן, עם הגדלת מידת החפיפה, אפקט המודל ישתפר מאוד. להלן השוואה בין הניסויים שעשינו:

דרך ההשוואה לעיל, נגלה כי: לעלייה במידת החפיפה יש השפעה מועטה על איכות הדוגמנות של מבנים נמוכים; אך יש לו השפעה רבה על איכות הדוגמנות של בניינים רבי קומות.

עם זאת, ככל שמידת החפיפה תגדל, מספר צילומי האוויר יגדל, וגם זמן עיבוד הנתונים יגדל.

2 ההשפעה של אורך מוקד עַל תלת מימד דוגמנות איכות בניין רב קומות

הגענו למסקנה כזו בתוכן הקודם:ל בניין חזית תלת מימד סצנות דוגמנות, ככל שאורך המוקד ארוך יותר, הדוגמנות גרועה יותר איכות. עם זאת, עבור מידול תלת מימדי של אזורים רבי קומות, נדרש אורך מוקד ארוך יותר כדי להבטיח את איכות המידול. כפי שמוצג מטה:

בתנאים של אותה רזולוציה ודרגת חפיפה, עדשת אורך המוקד הארוך יכולה להבטיח את מידת החפיפה בפועל של הגג וגובה טיסה בטוח מספיק כדי להשיג איכות דוגמנות טובה יותר של בניינים רבי קומות.

לדוגמה, כאשר המצלמה האלכסונית DG4pros משמשת למידול תלת מימד של בניינים רבי קומות, לא רק שהיא יכולה להשיג איכות מידול טובה, אלא שהדיוק עדיין יכול להגיע ל-1:500 דרישות סקר קדאסטרלי, וזה היתרון של המוקד הארוך עדשות באורך.

מקרה: מקרה הצלחה של צילום אלכסוני

מצלמות אלכסוניות מסדרת 10、RIY-Pros

כדי להשיג איכות מידול טובה יותר, תחת הנחת היסוד של אותה רזולוציה, יש צורך להבטיח חפיפה מספקת ואת שדות הראייה הגדולים. לאזורים עם הפרשי גובה שטח גדולים או בניינים רבי קומות, אורך המוקד של העדשה הוא גם גורם חשוב המשפיע על איכות הדוגמנות. בהתבסס על העקרונות הנ"ל, מצלמות אלכסוניות מסדרת Rainpoo RIY-Pros ביצעו את שלושת האופטימיזציות הבאות בעדשה:

1 שנה את הפריסה של העדשהses

עבור מצלמות אלכסוניות מסדרת Pros, התחושה הכי אינטואיטיבית היא שהצורה שלה משתנה מהעגול למרובע. הסיבה הישירה ביותר לשינוי זה היא שפריסת העדשות השתנתה.

היתרון של פריסה זו הוא שניתן לעצב את גודל המצלמה כך שיהיה קטן יותר והמשקל יכול להיות קל יחסית. עם זאת, פריסה זו תגרום לכך שמידת החפיפה של העדשות האלכסוניות השמאלית והימנית תהיה נמוכה מזו של הפרספקטיבה הקדמית, האמצעית והאחורית: כלומר, השטח של צל A קטן משטח צל B.

כפי שהזכרנו קודם, על מנת לשפר את יעילות הטיסה, החפיפה הצידית היא בדרך כלל קטנה יותר מחפיפת הכיוון, ו"פריסה היקפית" זו תצמצם עוד יותר את החפיפה הצידית, וזו הסיבה שמודל התלת מימד הרוחבי יהיה גרוע יותר מתלת מימד הכיוון. דֶגֶם.

אז עבור סדרת RIY-Pros, Rainpoo שינתה את פריסת העדשות ל: פריסה מקבילה. כפי שמוצג מטה:

פריסה זו תקריב חלק מהצורה ומהמשקל, אך היתרון הוא בכך שהיא יכולה להבטיח מספיק חפיפה לרוחב ולהשיג איכות דוגמנות טובה יותר. בתכנון טיסה בפועל, RIY-Pros יכולים אפילו לצמצם חפיפה צדדית כדי לשפר את יעילות הטיסה.

2 התאם את הזווית של אֲלַכסוֹנִי לןses

היתרון של "הפריסה המקבילה" הוא שהיא לא רק מבטיחה חפיפה מספקת, אלא גם מגדילה את ה-FOV הצדדית ויכולה לאסוף יותר מידע מרקם של מבנים.

על בסיס זה, הגדלנו גם את אורך המוקד של העדשות האלכסוניות כך שהקצה התחתון שלהן עלה בקנה אחד עם הקצה התחתון של פריסת "פריסה היקפית" הקודמת, והגדלנו עוד יותר את מבט הצד של הזווית, כפי שמוצג באיור הבא:

היתרון של פריסה זו הוא שלמרות שהזווית של עדשות אלכסוניות משתנה, היא אינה משפיעה על יעילות הטיסה. ואחרי שה-FOV של עדשות הצד השתפר מאוד, ניתן לאסוף יותר נתוני מידע על החזית, ואיכות הדוגמנות כמובן משתפרת.

ניסויי ניגודיות מראים גם שבהשוואה לפריסה המסורתית של העדשות, פריסת סדרת Pros יכולה באמת לשפר את האיכות הצידה של דגמי תלת מימד.

השמאלי הוא דגם התלת מימד שנבנה על ידי מצלמת הפריסה המסורתית, והימין הוא דגם התלת מימד שנבנה על ידי מצלמת המקצוענים.

3 הגדל את אורך המוקד של עדשות אלכסוניות

עדשות מצלמות אלכסוניות של RIY-Pros משתנות מ"פריסה היקפית" המסורתית ל"פריסה מקבילה", וגם היחס בין רזולוציית הנקודה הקרובה לרזולוציית הנקודה הרחוקה של התמונות שצולמו בעדשות אלכסוניות יגדל.

על מנת להבטיח שהיחס לא יעלה על הערך הקריטי, אורך המוקד של עדשות Pros אלכסוניות גדל ב-5% ~ 8% מבעבר.

שֵׁם	Riy-DG3 Pros
מִשׁקָל	710 גרם
מֵמַד	13014299.5 מ"מ
סוג חיישן	APS-C
גודל CCD	23.5 מ"מ × 15.6 מ"מ
גודל פיזי של פיקסל	3.9 ממ
סך הכל פיקסלים	120MP
מרווח זמן חשיפה מינימלי	0.8 שניות
מצב חשיפה למצלמה	חשיפה איזוכרונית/איזומטרית
אורך מוקד	28 מ"מ/43 מ"מ
ספק כוח	אספקה אחידה (כוח באמצעות מזל"ט)
קיבולת זיכרון	640G
קצב הורדת הנתונים	≥80M/s
טמפרטורת עבודה	-10°C~+40°C
עדכוני קושחה	בחינם
שיעור IP	IP 43