Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

Corporate News

Мақала

Мақала
Rainpoo өнім сериясының R&D желісі

Фокустық қашықтық 3D модельдеу нәтижелеріне қалай әсер ететінін енгізу арқылы сіз фокустық қашықтық пен FOV арасындағы байланысты алдын-ала біле аласыз. Ұшу параметрлерін орнатудан бастап, 3D модельдеу процесіне дейін бұл екі параметр әрқашан өз орнына ие болады. Сонымен, осы екі параметр 3D модельдеу нәтижелеріне қалай әсер етеді? Бұл мақалада біз Rainpoo өнімнің ғылыми-зерттеу жұмыстары барысында байланысын қалай ашқанын және ұшу биіктігі мен 3D моделінің нәтижесі арасындағы қайшылық арасындағы тепе-теңдікті қалай табуға болатынын білеміз.

1 D D2-ден D3-ке дейін

RIY-D2 - кадастрлық түсіріс жобалары үшін арнайы жасалған өнім. Бұл сондай-ақ ашылатын және ішкі линзалық дизайнды қабылдайтын ең алғашқы қиғаш камера. D2 модельдеудің жоғары дәлдігімен және модельдеудің жақсы сапасымен ерекшеленеді, бұл жер бедерін тегіс емес және едендері тым жоғары емес көріністі модельдеуге жарайды. Алайда, үлкен құлдырау, күрделі жер бедері және жер бедері (оның ішінде жоғары вольтты желілер, түтін мұржалары, базалық станциялар және басқа көп қабатты үйлер) үшін дронның ұшу қауіпсіздігі үлкен проблема болады.

 

Нақты операцияларда кейбір тұтынушылар ұшудың жақсы биіктігін жоспарламаған, бұл дронның жоғары вольтты желілерді іліп қоюына немесе базалық станцияға соғылуына себеп болды; Немесе кейбір дрондардың қауіпті жерлерден өту бақытына ие болғанына қарамастан, олар дрондардың қауіпті жерлерге өте жақын екенін аэрофотосуреттерді тексерген кезде ғана білді .. Бұл қауіптер мен жасырын қауіптер клиенттерге мүліктік үлкен шығындар әкеледі.

Фотосуретте базалық станция көрінеді, сіз оның дронға өте жақын орналасқанын көресіз, соқтығысуы әбден мүмкін Сондықтан көптеген тұтынушылар бізге ұсыныстар берді: Ұзын фокустық қиғаш камера дронның ұшу биіктігін жоғарылату және ұшуды қауіпсіз ету үшін жасалуы мүмкін бе? Клиенттердің қажеттіліктеріне негізделген D2 негізінде біз RIY-D3 деп аталатын фокустық арақашықтықтың ұзақ нұсқасын жасадық. D2-мен салыстырғанда, дәл осындай шешіммен D3 дронның ұшу биіктігін шамамен 60% арттыра алады.

D3-ті ҒЗТКЖ жүргізу кезінде біз әрдайым фокустың ұзындығы ұшудың биіктігі, модельдеу сапасы және дәлдігі жоғары болады деп сендік. Бірақ нақты жұмыс істегеннен кейін біз D2-мен салыстырғандағыдай күткендей емес екенін анықтадық, D3 құрастырған 3D моделі салыстырмалы түрде шиеленісіп, жұмыс тиімділігі салыстырмалы түрде төмен болды.

Аты-жөні Riy-D2 / D3
Салмақ 850 г.
Өлшем 190 * 180 * 88мм
Сенсор түрі APS-C
CMOS өлшемі 23,5 мм × 15,6 мм
Пикселдің физикалық өлшемі 3.9
Жалпы пикселдер 120MP
Мининум экспозициясының уақыт аралығы
Камераның экспозиция режимі Изохроникалық / изометриялық әсер ету
фокустық қашықтық D2 үшін 20мм / 35ммD3 үшін 35мм / 50мм
Нәр беруші Біртекті қоректендіру (Қуат пилотсыз)
есте сақтау қабілеті 320G
Деректерді жүктеу spped ≥70М / с
Жұмыс температурасы -10 ° C ~ + 40 ° C
Микробағдарлама жаңартулары Тегін
IP жылдамдығы IP 43

2, фокустық қашықтық пен модельдеу сапасы арасындағы байланыс

Фокустық қашықтық пен модельдеу сапасы арасындағы байланысты көптеген тұтынушылар түсіну оңай емес, тіпті көптеген қиғаш камералар өндірушілері фокустық линзалар модельдеу үшін пайдалы деп қателеседі.

 Мұндағы нақты жағдай: басқа параметрлер бірдей деген болжам бойынша, ғимараттың қасбеті үшін фокустық қашықтық неғұрлым көп болса, соғұрлым модельдеу теңдігі нашарлайды. Мұнда қандай логикалық қатынастар қатысады?

Соңғы көркемде Фокустық қашықтық 3D модельдеу нәтижелеріне қалай әсер етеді біз бұл туралы айттық:

Басқа параметрлер бірдей деген болжам бойынша фокустық қашықтық тек ұшудың биіктігіне әсер етеді. Жоғарыдағы суретте көрсетілгендей, екі диффенциалды фокустық линзалар бар, қызыл - ұзын фокусты, ал көк - қысқа фокустық линзаларды білдіреді. Ұзын фокустық линза мен қабырға қалыптастырған максималды бұрыш α, ал қысқа фокустық линза мен қабырға қалыптастырған максималды бұрыш β. Әлбетте:

Бұл «бұрыш» нені білдіреді? Линзаның FOV жиегі мен қабырға арасындағы бұрыш неғұрлым көп болса, линзалар қабырғаға қатысты соғұрлым көлденең болады. Ғимараттың қасбеттері туралы ақпарат жинау кезінде қысқа фокустық линзалар қабырға туралы ақпаратты көлденеңінен жинай алады, ал оған негізделген 3D модельдер қасбеттің құрылымын жақсы көрсете алады. Сондықтан, қасбеттері бар көріністер үшін линзаның фокустық қашықтығы неғұрлым аз болса, жиналған қасбеттік ақпарат соғұрлым бай болады және модельдеу сапасы жақсарады.

 

Қабырғалары бар ғимараттар үшін бірдей жер ажыратымдылығы жағдайында линзаның фокустық қашықтығы неғұрлым көп болса, дрондардың ұшу биіктігі соғұрлым жоғары болады, карнизалар астындағы соқырлар соғұрлым көп болса, соғұрлым модельдеу сапасы нашарлайды. Осылайша, бұл сценарийде ұзын фокустық линзасы бар D3 аз фокустық линзамен D2-мен бәсекеге түсе алмайды.

3, дронның ұшу биіктігі мен 3D моделінің сапасы арасындағы қайшылық

Фокустық қашықтықтың логикалық байланысы мен модельдің сапасына сәйкес, егер линзаның фокустық қашықтығы жеткілікті қысқа болса және FOV бұрышы жеткілікті үлкен болса, көп линзалы камера мүлдем қажет емес. Супер кең бұрышты линза (балық көзінің линзасы) барлық бағыттағы ақпаратты жинай алады. Төменде көрсетілгендей:

 

Линзаның фокустық қашықтығын мүмкіндігінше қысқа етіп жасау жақсы емес пе?

Ультра қысқа фокустық қашықтықтан туындаған үлкен бұрмалану мәселесін айтпағанда. Егер қиғаш камераның ортофикалық линзасының фокустық қашықтығы 10мм-ге тең болса және мәліметтер 2см ажыратымдылықта жиналса, дронның ұшу биіктігі небары 51 метрді құрайды.

 Егер дрон жұмыс жасау үшін осылайша жасалған қиғаш камерамен жабдықталған болса, онда ол қауіпті болатыны анық.

PS: ультра кең бұрышты линзада көлбеу фотографияны модельдеуде көріністерді қолдану шектеулі болғанымен, оның лидарлық модельдеу үшін практикалық маңызы бар. Бұрын бір әйгілі Lidar компаниясы жердегі объектілерді түсіндіру және құрылымды жинау үшін Lidar-мен бірге орнатылған кең бұрышты линзалық аэрокамераны ойластырамыз деп үміттенген болатын.

4, D3-тен DG3-ке дейін

D3 R&D бізге қиғаш суретке түсіру үшін фокустық қашықтық бір реттік ұзын немесе қысқа болмайтынын түсінуге мәжбүр етті. Ұзындығы модельдің сапасымен, жұмыс тиімділігімен және ұшу биіктігімен тығыз байланысты. Сонымен, R&D объективінде бірінші сұрақ: линзалардың фокустық қашықтықтарын қалай орнатуға болады?

Қысқа фокустың модельдеу сапасы жақсы болғанымен, ұшудың биіктігі төмен болғанымен, дронның ұшуы қауіпсіз емес. Дрондардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін фокустық қашықтықты көбірек жобалау керек, бірақ фокустың ұзындығы жұмыс тиімділігі мен модельдеу сапасына әсер етеді. Ұшу биіктігі мен 3D модельдеу сапасы арасында белгілі бір қайшылық бар. Біз осы қайшылықтар арасында ымыраға келуіміз керек.

Осылайша, D3-тен кейін, осы қарама-қайшы факторларды жан-жақты қарастыру негізінде біз DG3 қиғаш камерасын жасадық. DG3 D2 модельдеудің 3D сапасын да, D3 ұшу биіктігін де ескереді, сонымен бірге жылуды және шаңды кетіру жүйесін қосып, оны бекітілген немесе VTOL дрондарында қолдануға болады. DG3 - Rainpoo үшін ең танымал қиғаш камера, сонымен қатар нарықта ең көп қолданылатын қиғаш камера.

Аты-жөні Riy-DG3
Салмақ 650 г.
Өлшем 170 * 160 * 80мм
Сенсор түрі APS-C
CCD өлшемі 23,5 мм × 15,6 мм
Пикселдің физикалық өлшемі 3.9
Жалпы пикселдер 120MP
Мининум экспозициясының уақыт аралығы 0,8 сек
Камераның экспозиция режимі Изохроникалық / изометриялық әсер ету
фокустық қашықтық 28мм / 40мм
Нәр беруші Біртекті қоректендіру (Қуат пилотсыз)
есте сақтау қабілеті 320 / 640G
Деректерді жүктеу spped ≥80М / с
Жұмыс температурасы -10 ° C ~ + 40 ° C
Микробағдарлама жаңартулары Тегін
IP жылдамдығы IP 43

5, DG3-тен DG3Pros

RIY-Pros сериялы қиғаш камера модельдеудің жақсы сапасына қол жеткізе алады. Сонымен, объективтер орналасуы мен фокустық қашықтықты орнатуда Профессорлар қандай ерекше дизайнға ие? Бұл басылымда біз Pros параметрлерінің артында дизайн-логиканы енгізуді жалғастырамыз.

6, объективтің көлбеу бұрышы және модельдеу сапасы

Алдыңғы мазмұн осындай көзқарас туралы айтқан: фокус қашықтығы неғұрлым аз болса, көру бұрышы неғұрлым үлкен болса, соғұрлым ғимараттың қасбеті туралы ақпарат жиналуы мүмкін және модельдеу сапасы соғұрлым жақсы болады.

 Әрине, ақылға қонымды фокустық қашықтықты орнатудан басқа, модельдеу эффектісін жақсартудың тағы бір әдісін қолдануға болады: көлбеу линзалардың бұрышын тікелей көбейту, бұл сонымен қатар қасбеттің ақпаратын молырақ жинай алады.

 

Бірақ, шын мәнінде, көлбеу бұрышты орнату модельдеу сапасын жақсарта алса да, екі жанама әсері бар:

 

1: жұмыс тиімділігі төмендейді. Қиғаш бұрыштың ұлғаюымен ұшу маршрутының сыртқы кеңеюі де айтарлықтай артады. Қиғаш бұрыш 45 ° -тан асқанда ұшу тиімділігі күрт төмендейді.

Мысалы, Leica RCD30 кәсіби аэрофотоаппараты, оның көлбеу бұрышы тек 30 ° құрайды, бұл дизайнның себептерінің бірі жұмыс тиімділігін арттыру болып табылады.

2: Егер көлбеу бұрыш тым үлкен болса, күн сәулесі камераға оңай еніп, жарқыл тудырады (әсіресе бұлыңғыр күннің таңертең және түстен кейін). Rainpoo көлбеу камерасы ішкі линзалардың дизайнын ең ерте қабылдайды. Бұл дизайн линзаларға күн сәулесінің қиғаш сәулесінің әсерін тигізбеу үшін сорғышты қосуға тең.

Әсіресе, кішкентай дрондар үшін олардың ұшуға деген көзқарасы салыстырмалы түрде нашар. Линзаның көлбеу бұрышы мен дронның қатынасы қабаттасқаннан кейін, жарық сәулесі камераға оңай еніп, жарқыл проблемасын күшейтеді.

7, бағдардың қабаттасуы және модельдеу сапасы

Тәжірибе бойынша, модельдің сапасын қамтамасыз ету үшін кеңістіктегі кез-келген объект үшін ұшу кезінде линзалардың бес тобының текстурасы туралы ақпаратты қамту жақсы.

 Мұны түсіну оңай. Мысалы, ежелгі ғимараттың 3D моделін салғымыз келсе, дөңгелек ұшуды модельдеу сапасы төрт жағынан бірнеше суретке түсіру сапасынан әлдеқайда жоғары болуы керек.

Фотосуреттер қаншалықты көп жабылған болса, кеңістіктегі және текстуралық ақпарат соғұрлым көп болады және модельдеу сапасы жақсарады. Қиғаш суретке түсіру үшін ұшу бағытының қабаттасуының мәні осында.

Қабаттасу дәрежесі - 3D модельінің сапасын анықтайтын негізгі факторлардың бірі. Қиғаш суретке түсірудің жалпы көрінісінде қабаттасу жылдамдығы көбінесе 80% тақырыпты және 70% бүйірді құрайды (нақты деректер артық).

Шын мәнінде, бүйірлерде бірдей дәрежеде қабаттасу болғаны дұрыс, бірақ бүйірден тым жоғары қабаттасу ұшу тиімділігін күрт төмендетеді (әсіресе қозғалмайтын дрондар үшін), сондықтан тиімділікке сүйене отырып, жалпы бүйірлік қабаттасу төменгі деңгейден төмен болады тақырып қабаттасуы.

 

Кеңестер: жұмыс тиімділігін ескере отырып, қабаттасу дәрежесі мүмкіндігінше жоғары емес. Белгілі бір «стандарттан» асқаннан кейін, қабаттасу дәрежесін жақсарту 3D модельге шектеулі әсер етеді. Біздің эксперименттік кері байланысымызға сәйкес, кейде қабаттасудың ұлғаюы модельдің сапасын төмендетеді. Мысалы, 3 ~ 5 см ажыратымдылықтағы модельдеу көрінісі үшін төменгі қабаттасу дәрежесін модельдеу сапасы кейде жоғары қабаттасқаннан гөрі жақсы болады.

8, теориялық қабаттасу мен нақты қабаттасудың айырмашылығы

Ұшу алдында біз 80% бағытты және 70% бүйірлік қабаттасуды орнаттық, бұл тек теориялық қабаттасу. Ұшу кезінде дронға ауа ағыны әсер етеді,және көзқарастың өзгеруі нақты қабаттасудың теориялық қабаттасудан аз болуына әкеледі.

Жалпы, көп роторлы немесе тіркелген қанатты дрон болсын, ұшу қатынасы неғұрлым нашар болса, 3D моделінің сапасы нашарлайды. Шағын көп роторлы немесе қозғалмайтын қанатты дрондардың салмағы жеңілірек, өлшемдері кішірек болғандықтан, олар сыртқы ауа ағынының әсеріне бейім. Олардың ұшу қатынасы, әдетте, орташа / үлкен көп роторлы немесе қозғалмайтын дрондар сияқты жақсы емес, нәтижесінде кейбір белгілі бір жер бетінде нақты қабаттасу дәрежесі жеткіліксіз, бұл сайып келгенде модельдеу сапасына әсер етеді.

9, көп қабатты үйлерді 3D модельдеудегі қиындықтар

Ғимараттың биіктігі өскен сайын, 3D модельдеудің қиындығы артады. Бірі - көп қабатты ғимарат дронның ұшу қаупін арттырады, ал екіншісі - ғимараттың биіктігі артқан сайын көп қабатты бөлшектердің қабаттасуы күрт төмендейді, соның салдарынан 3D моделінің сапасы нашарлайды.

1 Қабаттасудың ұлғаюының әсері 3D Биік ғимараттың сапасын модельдеу

Жоғарыда аталған мәселе бойынша көптеген тәжірибелі клиенттер шешімін тапты: қабаттасу дәрежесін арттыру. Шынында да, қабаттасу дәрежесінің жоғарылауымен модель эффектісі айтарлықтай жақсарады. Төменде біз жасаған эксперименттерді салыстыру келтірілген:

Жоғарыда келтірілген салыстыру арқылы біз мынаны анықтаймыз: қабаттасу деңгейінің жоғарылауы аз қабатты үйлердің модельдеу сапасына аз әсер етеді; бірақ көп қабатты үйлердің модельдеу сапасына үлкен әсер етеді.

Алайда, қабаттасу дәрежесі өскен сайын аэрофотосуреттер көбейіп, мәліметтерді өңдеу уақыты да артады.

2 Әсері фокустық қашықтық қосулы 3D Биік ғимараттың сапасын модельдеу

Алдыңғы мазмұнда біз осындай тұжырым жасадық:Үшін қасбеттік ғимарат 3D модельдеу көріністері, фокустық қашықтық неғұрлым ұзақ болса, соғұрлым модельдеу нашарлайды сапа. Алайда биік аудандарды 3D модельдеу үшін модельдеу сапасын қамтамасыз ету үшін фокустың ұзындығы қажет. Төменде көрсетілгендей:

Сол ажыратымдылық пен қабаттасу дәрежесінде ұзақ фокустық линзалар шатырдың нақты қабаттасу дәрежесін және биік ғимараттардың модельдеу сапасына қол жеткізу үшін жеткілікті қауіпсіз ұшуды қамтамасыз ете алады.

Мысалы, DG4pros қиғаш камерасы көп қабатты үйлерді 3D модельдеу үшін пайдаланылған кезде, ол жақсы модельдеу сапасына қол жеткізіп қана қоймай, дәлдігі 1: 500 кадастрлық түсірілім талаптарына жетуі мүмкін, бұл ұзақ фокустың артықшылығы болып табылады ұзын линзалар.

Іс: Қиғаш суретке түсірудің сәтті жағдайы

10 、 RIY-Pros сериялы қиғаш камералар

Жақсырақ модельдеу сапасына қол жеткізу үшін дәл сол ажыратымдылықтың негізінде жеткілікті қабаттасуды және үлкен көру өрістерін қамтамасыз ету қажет. Жер бедерінің биіктігі үлкен айырмашылықтары бар немесе көп қабатты ғимараттар үшін линзаның фокустық қашықтығы да модельдеу сапасына әсер ететін маңызды фактор. Жоғарыда аталған принциптерге сүйене отырып, Rainpoo RIY-Pros сериясындағы қиғаш камералар объективте келесі үш оңтайландыруды жасады:

1 Лендің орналасуын өзгертіңізСес

Pros сериясындағы қиғаш камералар үшін ең интуитивті сезім оның пішіні дөңгелектен квадратқа өзгеретіндігінде. Бұл өзгерістің ең тікелей себебі - линзалардың орналасуы өзгерген.

Бұл орналасудың артықшылығы - камераның өлшемі кішірек етіп жасалуы мүмкін және салмағы салыстырмалы түрде жеңіл болады. Алайда, бұл орналасу сол және оң жақ қиғаш линзалардың алдыңғы, орта және артқы перспективаларынан төмен қабаттасуына әкеледі: яғни А көлеңкесінің ауданы В көлеңкесінің ауданынан аз болады.

Бұрын айтқанымыздай, ұшу тиімділігін арттыру үшін бүйірлік қабаттасу тақырыптың қабаттасуынан гөрі аз болады және бұл «көлемді орналасу» бүйірлік қабаттасуды одан әрі азайтады, сол себепті бүйірлік 3D моделі 3D тақырыбына қарағанда нашар болады модель.

RIY-Pros сериялары үшін Rainpoo линзалардың орналасуын: параллель орналасуына өзгертті. Төменде көрсетілгендей:

Бұл макет пішіннің және салмақтың бір бөлігін құрбан етеді, бірақ артықшылығы - бұл бүйірден жеткілікті түрде қабаттасып, модельдеудің жақсы сапасына қол жеткізе алады. Ұшуды нақты жоспарлау кезінде RIY-Pros ұшу тиімділігін арттыру үшін кейбір қабаттасуларды азайта алады.

2 Бұрышын реттеңіз қиғаш ленсес

«Параллель орналасудың» артықшылығы - бұл тек қана сәйкес келуді қамтамасыз етіп қана қоймай, сонымен қатар FOV жағын көбейтеді және ғимараттардың текстурасы туралы көбірек ақпаратты жинай алады.

Осы негізде біз қиғаш линзалардың фокустық қашықтығын оның төменгі шеті алдыңғы «көлемді орналасу» орналасуының төменгі жиегімен сәйкес келетін етіп үлкейтіп, келесі суретте көрсетілгендей бұрыштың бүйірлік көрінісін одан әрі арттырдық:

Бұл макеттің артықшылығы мынада: қиғаш линзалардың бұрышы өзгергенімен, ұшу тиімділігіне әсер етпейді. Бүйірлік линзалардың FOV-ы айтарлықтай жақсарғаннан кейін, қасбеттік ақпарат туралы көбірек мәліметтер жинауға болады және модельдеу сапасы әрине жақсарады.

Контрастты эксперименттер сонымен қатар линзалардың дәстүрлі орналасуымен салыстырғанда, Pros серияларының орналасуы шынымен де 3D модельдерінің бүйірлік сапасын жақсарта алатынын көрсетеді.

Сол жағы - дәстүрлі орналасу камерасы салған 3D модель, ал оң жағы - Pros моделінің камерасы салған 3D моделі.

3 Фокустық аралығын көбейтіңіз қиғаш линзалар

 

RIY-Pros қиғаш камера линзалары дәстүрлі «көлемді орналасудан» «параллель орналасуға» өзгертілді және қиғаш линзалармен түсірілген фотосуреттердің жақын нүктелік ажыратымдылығының арақашықтық өсуіне қатынасы да артады.

 

Коэффициенттің критикалық мәннен аспауын қамтамасыз ету үшін, қиғаш линзалардың фокустық қашықтығы бұрынғыға қарағанда 5% ~ 8% -ға артты.

Аты-жөні Riy-DG3 Pros
Салмақ 710г
Өлшем 130 * 142 * 99,5 мм
Сенсор түрі APS-C
CCD өлшемі 23,5 мм × 15,6 мм
Пикселдің физикалық өлшемі 3.9
Жалпы пикселдер 120MP
Мининум экспозициясының уақыт аралығы 0,8 сек
Камераның экспозиция режимі Изохроникалық / изометриялық әсер ету
фокустық қашықтық 28мм / 43мм
Нәр беруші Біртекті қоректендіру (Қуат пилотсыз)
есте сақтау қабілеті 640G
Деректерді жүктеу spped ≥80М / с
Жұмыс температурасы -10 ° C ~ + 40 ° C
Микробағдарлама жаңартулары Тегін
IP жылдамдығы IP 43