Linya ng R&D ng serye ng produkto ng Rainpoo

Sa pamamagitan ng pagpapakilala ng Paano nakakaapekto ang focal length sa mga resulta ng 3D modeling, maaari kang magkaroon ng paunang pag-unawa sa koneksyon sa pagitan ng focal length at FOV. Mula sa pagtatakda ng mga parameter ng flight hanggang sa proseso ng pagmomodelo ng 3D, ang dalawang parameter na ito ay palaging may kanilang lugar. Kaya ano ang epekto ng dalawang parameter na ito sa mga resulta ng 3D modeling? Sa artikulong ito, ipapakilala namin kung paano natuklasan ng Rainpoo ang koneksyon sa proseso ng R&D ng produkto, at kung paano makahanap ng balanse sa pagitan ng kontradiksyon sa pagitan ng taas ng flight at resulta ng 3D na modelo.

1, Mula D2 hanggang D3

Ang RIY-D2 ay isang produkto na espesyal na binuo para sa mga proyekto ng cadastral survey. Ito rin ang pinakaunang oblique camera na gumagamit ng drop-down at internal-lens na disenyo. Ang D2 ay may mataas na katumpakan sa pagmomodelo at magandang kalidad ng pagmomodelo, na angkop para sa pagmomodelo ng eksena na may patag na lupain at hindi masyadong mataas na sahig. Gayunpaman, para sa malaking pagbaba, kumplikadong lupain at topograpiya (kabilang ang mga linyang may mataas na boltahe, tsimenea, base station at iba pang matataas na gusali), ang kaligtasan ng paglipad ng drone ay magiging isang malaking problema.

Sa aktwal na mga operasyon, ang ilang mga customer ay hindi nagplano ng isang mahusay na taas ng flight, na naging sanhi ng drone upang mag-hang ng mataas na boltahe na mga linya o tumama sa base station; O kahit na ang ilang mga drone ay mapalad na dumaan sa mga mapanganib na lugar, nalaman lamang nila na ang mga drone ay napakalapit sa mga mapanganib na lugar nang suriin nila ang mga larawan sa himpapawid.. Ang mga panganib at nakatagong panganib na ito ay kadalasang nagdudulot ng malaking pagkalugi ng ari-arian sa mga customer.

Ang isang base station ay nagpapakita sa larawan, makikita mong napakalapit nito sa drone, malamang na tumama Samakatuwid, maraming mga customer ang nagbigay sa amin ng mga mungkahi: Maaari bang idisenyo ang isang mahabang focal length oblique camera upang gawing mas mataas ang taas ng flight ng drone at gawing mas ligtas ang paglipad? Batay sa mga pangangailangan ng customer, batay sa D2, nakagawa kami ng mahabang focal length na bersyon na pinangalanang RIY-D3. Kung ikukumpara sa D2, sa parehong resolusyon, maaaring pataasin ng D3 ang taas ng paglipad ng drone ng halos 60%.

Sa panahon ng R&D ng D3, palagi kaming naniniwala na ang mas mahabang focal length ay maaaring magkaroon ng mas mataas na taas ng flight, mas mahusay na kalidad ng pagmomodelo at mas mataas na katumpakan. Ngunit pagkatapos ng aktwal na pagtatrabaho, nalaman namin na hindi ito tulad ng inaasahan, ihambing sa D2, ang 3D na modelo na binuo ng D3 ay medyo pilit, at ang kahusayan sa trabaho ay medyo mababa.

Pangalan	Riy-D2/D3
Timbang	850g
Dimensyon	19018088mm
Uri ng sensor	APS-C
CMOS ang laki	23.5mm×15.6mm
Pisikal na laki ng pixel	3.9um
Kabuuang mga pixel	120MP
Minimum na agwat ng oras ng pagkakalantad	1s
Exxposure mode ng camera	Isochronic/Isometric Exposure
Focal length	20mm/35mm para sa D235mm/50mm para sa D3
Power supply	Uniform supply(Power by drone)
kapasidad ng memorya	320G
Nagtagal ang pag-download ng data	≥70M/s
Temperatura ng trabaho	-10°C~+40°C
Mga update ng firmware	Libre
rate ng IP	IP 43

2、Ang koneksyon sa pagitan ng focal length at kalidad ng pagmomodelo

Ang koneksyon sa pagitan ng focal length at kalidad ng pagmomodelo ay hindi madali para sa karamihan ng mga customer na maunawaan, at kahit na maraming mga tagagawa ng pahilig na camera ay nagkakamali na naniniwala na ang isang mahabang focal length lens ay kapaki-pakinabang para sa kalidad ng pagmomodelo.

Ang aktwal na sitwasyon dito ay: sa premise na ang iba pang mga parameter ay pareho, para sa facade ng gusali, mas mahaba ang focal length, mas malala ang pagkakapantay-pantay ng pagmomodelo. Anong uri ng lohikal na relasyon ang nasasangkot dito?

Sa huling artikal Paano nakakaapekto ang focal length sa mga resulta ng 3D modeling nabanggit namin na:

Sa ilalim ng premise na ang iba pang mga parameter ay pareho, ang focal length ay makakaapekto lamang sa taas ng flight. Gaya ng ipinapakita sa figure sa itaas, mayroong dalawang magkaibang focal lens, ang pula ay nagpapahiwatig ng mahabang focal lens, at ang asul ay nagpapahiwatig ng maikling focal lens. Ang pinakamataas na anggulo na nabuo ng mahabang focal lens at ang dingding ay α, at ang pinakamataas na anggulo na nabuo ng maikling focal lens at ang dingding ay β. Malinaw:

Ano ang ibig sabihin ng "anggulo" na ito? Kung mas malaki ang anggulo sa pagitan ng gilid ng FOV ng lens at ng dingding, mas pahalang ang lens na nauugnay sa dingding. Kapag nangongolekta ng impormasyon sa mga facade ng gusali, ang mga maiikling focal lens ay maaaring mangolekta ng impormasyon sa dingding nang mas pahalang, at ang mga 3D na modelong batay dito ay mas maipapakita ang texture ng facade. Samakatuwid, para sa mga eksenang may mga facade, mas maikli ang focal length ng lens, mas mayaman ang nakolektang impormasyon sa harapan at mas mahusay ang kalidad ng pagmomodelo.

Para sa mga gusaling may eaves, sa ilalim ng kondisyon ng parehong ground resolution, mas mahaba ang focal length ng lens, mas mataas ang drone flight height, mas maraming blind spot sa ilalim ng eaves, kung gayon mas magiging masama ang kalidad ng pagmomodelo. Kaya sa sitwasyong ito, ang D3 na may mas mahabang focal length lens ay hindi maaaring makipagkumpitensya sa D2 na may mas maikling focal length lens.

3、Ang kontradiksyon sa pagitan ng taas ng flight ng drone at kalidad ng 3D na modelo

Ayon sa logic na koneksyon ng focal length at ang kalidad ng modelo, kung ang focal length ng lens ay sapat na maikli at ang FOV angle ay sapat na malaki, hindi na kailangan ng multi-lens camera. Maaaring kolektahin ng super wide-angle lens (fish-eye lens) ang impormasyon ng lahat ng direksyon. Gaya ng ipinapakita sa ibaba:

Hindi ba magandang idisenyo ang focal length ng lens nang maikli hangga't maaari?

Hindi banggitin ang problema ng malaking pagbaluktot na dulot ng ultra-maikling focal length. Kung ang focal length ng ortho lens ng oblique camera ay idinisenyo upang maging 10mm at ang data ay nakolekta sa isang resolution na 2cm, ang flight height ng drone ay 51 metro lamang.

Malinaw, kung ang drone ay nilagyan ng isang pahilig na kamera na idinisenyo sa ganitong paraan upang gumawa ng mga trabaho, tiyak na mapanganib ito.

PS: Bagama't ang ultra-wide-angle lens ay may limitadong paggamit ng mga eksena sa pahilig na pagmomodelo ng photography, mayroon itong praktikal na kahalagahan para sa pagmomodelo ng Lidar. Dati, isang sikat na kumpanya ng Lidar ang nakipag-ugnayan sa amin, umaasa kaming magdisenyo ng wide-angle lens aerial camera, na naka-mount sa Lidar, para sa interpretasyon ng ground object at koleksyon ng texture.

4、Mula D3 hanggang DG3

Ang R&D ng D3 ay nagpaunawa sa amin na para sa pahilig na photography, ang focal length ay hindi maaaring monotonously mahaba o maikli. Ang haba ay malapit na nauugnay sa kalidad ng modelo, ang kahusayan ng pagtatrabaho, at ang taas ng paglipad. Kaya sa R&D ng lens, ang unang tanong na dapat isaalang-alang ay: paano itakda ang focal length ng mga lente?

Kahit na ang maikling focal ay may magandang kalidad ng pagmomodelo, ngunit ang taas ng flight ay mababa, hindi ito ligtas para sa paglipad ng drone. Upang matiyak ang kaligtasan ng mga drone, ang focal length ay dapat na idinisenyo nang mas mahaba, ngunit ang mas mahabang focal length ay makakaapekto sa kahusayan sa pagtatrabaho at kalidad ng pagmomodelo. Mayroong tiyak na kontradiksyon sa pagitan ng taas ng flight at kalidad ng 3D modeling. Dapat tayong maghanap ng kompromiso sa pagitan ng mga kontradiksyong ito.

Kaya pagkatapos ng D3, batay sa aming komprehensibong pagsasaalang-alang sa mga salungat na salik na ito, binuo namin ang DG3 oblique camera. Isinasaalang-alang ng DG3 ang 3D modeling quality ng D2 at ang flight height ng D3, habang nagdaragdag din ng heat-dissipation at dust-removal system, para magamit din ito sa fixed-wing o VTOL drone. Ang DG3 ay ang pinakasikat na pahilig na kamera para sa Rainpoo, ito rin ang pinakamalawak na ginagamit na pahilig na kamera sa merkado.

Pangalan	Riy-DG3
Timbang	650g
Dimensyon	17016080mm
Uri ng sensor	APS-C
Laki ng CCD	23.5mm×15.6mm
Pisikal na laki ng pixel	3.9um
Kabuuang mga pixel	120MP
Minimum na agwat ng oras ng pagkakalantad	0.8s
Exxposure mode ng camera	Isochronic/Isometric Exposure
Focal length	28mm/40mm
Power supply	Uniform supply(Power by drone)
kapasidad ng memorya	320/640G
Nagtagal ang pag-download ng data	≥80M/s
Temperatura ng trabaho	-10°C~+40°C
Mga update ng firmware	Libre
rate ng IP	IP 43

5、Mula sa DG3 hanggang DG3Pros

Maaaring makamit ng RIY-Pros series oblique camera ang mas mahusay na kalidad ng pagmomodelo. Kaya anong espesyal na disenyo ang mayroon ang Pros sa layout ng lens at setting ng focal length? Sa isyung ito, patuloy naming ipakilala ang disenyo-lohika sa likod ng mga parameter ng Pros.

6, Pahilig na anggulo ng lens at kalidad ng pagmomodelo

Binanggit ng nakaraang nilalaman ang gayong pagtingin: mas maikli ang focal length, mas malaki ang anggulo ng view, mas maraming impormasyon sa facade ng gusali ang maaaring makolekta, at mas mahusay ang kalidad ng pagmomodelo.

Bilang karagdagan sa pagtatakda ng isang makatwirang focal length, siyempre, maaari rin kaming gumamit ng isa pang paraan upang mapabuti ang epekto ng pagmomodelo: direktang taasan ang anggulo ng mga pahilig na lente, na maaari ring mangolekta ng mas maraming impormasyon sa harapan.

Ngunit sa katunayan, kahit na ang pagtatakda ng mas malaking pahilig na anggulo ay maaaring mapabuti ang kalidad ng pagmomolde, mayroon ding dalawang side effect:

1: Mababawasan ang kahusayan sa paggawa. Sa pagtaas ng pahilig na anggulo, ang panlabas na pagpapalawak ng ruta ng paglipad ay tataas din nang malaki. Kapag ang pahilig na anggulo ng lumampas sa 45 °, ang kahusayan ng paglipad ay bababa nang husto.

Halimbawa, ang propesyonal na aerial camera na Leica RCD30, ito ay pahilig na anggulo ay 30 ° lamang, isa sa mga dahilan para sa disenyo na ito ay upang madagdagan ang kahusayan sa pagtatrabaho.

2: Kung ang pahilig na anggulo ay masyadong malaki, ang sikat ng araw ay madaling pumasok sa camera, na nagiging sanhi ng liwanag na nakasisilaw (lalo na sa umaga at hapon ng malabo na araw). Ang Rainpoo oblique camera ay ang pinakaunang gumamit ng panloob na disenyo ng lens. Ang disenyong ito ay katumbas ng pagdaragdag ng hood sa mga lente upang maiwasan itong maapektuhan ng pahilig na sikat ng araw.

Lalo na para sa mga maliliit na drone, sa pangkalahatan, ang kanilang mga saloobin sa paglipad ay medyo mahirap. Matapos maipatong ang pahilig na anggulo ng lens at ang ugali ng drone, madaling makapasok sa camera ang ligaw na liwanag, na lalong nagpapalaki sa problema sa liwanag na nakasisilaw.

7、Route overlap at kalidad ng pagmomodelo

Ayon sa karanasan, upang matiyak ang kalidad ng modelo, para sa anumang bagay sa kalawakan, pinakamahusay na takpan ang impormasyon ng texture ng limang grupo ng mga lente sa panahon ng paglipad.

Ito ay madaling maunawaan. Halimbawa, kung gusto naming bumuo ng isang 3D na modelo ng isang sinaunang gusali, ang kalidad ng pagmomodelo ng paglipad ng bilog ay dapat na mas mahusay kaysa sa kalidad ng pagkuha lamang ng ilang mga larawan sa apat na gilid.

Kung mas maraming sakop na larawan, mas maraming spatial at texture na impormasyon ang nilalaman nito, at mas maganda ang kalidad ng pagmomodelo. Ito ang kahulugan ng overlap ng ruta ng paglipad para sa pahilig na litrato.

Ang antas ng overlap ay isa sa mga pangunahing salik na tumutukoy sa kalidad ng 3D na modelo. Sa pangkalahatang eksena ng oblique photography, ang overlap rate ay halos 80% heading at 70% patagilid (ang aktwal na data ay redundant).

Sa katunayan, tiyak na pinakamahusay na magkaroon ng parehong antas ng overlap para sa patagilid, ngunit ang masyadong mataas na patagilid na overlap ay lubhang makakabawas sa kahusayan sa paglipad (lalo na para sa mga fixed-wing drone), kaya batay sa kahusayan , ang pangkalahatang patagilid na overlap ay magiging mas mababa kaysa sa heading overlap.

Mga Tip: Isinasaalang-alang ang kahusayan sa pagtatrabaho, ang overlapping na antas ay hindi kasing taas hangga't maaari. Pagkatapos lumampas sa isang partikular na "standard", ang pagpapabuti ng overlapping na antas ay may limitadong epekto sa 3D na modelo. Ayon sa aming pang-eksperimentong feedback, minsan ang pagtaas ng overlap ay talagang makakabawas sa kalidad ng modelo. Halimbawa, para sa isang 3 ~ 5cm na resolution na eksena sa pagmomodelo, ang kalidad ng pagmomodelo ng mas mababang antas ng overlapping ay minsan ay mas mahusay kaysa sa mas mataas na antas ng overlapping.

8、Ang pagkakaiba sa pagitan ng theoretical overlap at aktwal na overlap

Bago lumipad, nagtakda kami ng 80% heading at 70% sideways overlap, na kung saan ay theoretical overlap lang. Sa paglipad, ang drone ay maaapektuhan ng daloy ng hangin,at ang pagbabago sa saloobin ay magiging sanhi ng aktwal na overlap na mas mababa kaysa sa theoretical overlap.

Sa pangkalahatan, ito man ay isang multi-rotor o fixed-wing drone, mas mahirap ang flight attitude, mas malala ang kalidad ng 3D model. Dahil ang mas maliliit na multi-rotor o fixed-wing drone ay mas magaan ang timbang at mas maliit ang sukat, sila ay madaling kapitan ng interference mula sa panlabas na daloy ng hangin. Ang kanilang saloobin sa paglipad sa pangkalahatan ay hindi kasing ganda ng medium / large multi-rotor o fixed-wing drone, na nagreresulta sa aktwal na overlapping degree sa ilang partikular na lugar sa lupa ay hindi sapat, na sa huli ay nakakaapekto sa kalidad ng pagmomodelo.

9、Mga kahirapan sa 3D modelling ng matataas na gusali

Habang tumataas ang taas ng gusali, tataas ang kahirapan ng 3D modelling. Ang isa ay ang mataas na gusali ay magpapataas ng panganib ng paglipad ng drone, at ang pangalawa ay habang ang taas ng gusali ay tumataas, ang overlap ng matataas na bahagi ay bumaba nang husto, na nagreresulta sa mahinang kalidad ng 3D na modelo.

1 Ang Impluwensiya ng Pagtaas ng Overlap sa 3D Kalidad ng Pagmomodelo ng High-rise Building

Para sa problema sa itaas, maraming karanasang customer ang nakahanap ng solusyon: taasan ang antas ng overlap. Sa katunayan, sa pagtaas ng antas ng overlap, ang epekto ng modelo ay lubos na mapapabuti. Ang sumusunod ay isang paghahambing ng mga eksperimento na ginawa namin:

Sa pamamagitan ng paghahambing sa itaas, makikita natin na: ang pagtaas sa antas ng overlap ay may maliit na impluwensya sa kalidad ng pagmomodelo ng mga mababang gusali; ngunit may malaking impluwensya sa kalidad ng pagmomodelo ng mga matataas na gusali.

Gayunpaman, habang tumataas ang antas ng overlap, tataas ang bilang ng mga aerial na larawan , at tataas din ang oras para sa pagproseso ng data.

2 Ang Impluwensiya ng Focal length sa 3D Kalidad ng Pagmomodelo ng High-rise Building

Nakagawa kami ng ganoong konklusyon sa nakaraang nilalaman:Para sa gusali ng harapan 3D pagmomodelo ng mga eksena, mas mahaba ang focal length , mas malala ang pagmomodelo kalidad. Gayunpaman, para sa 3D na pagmomodelo ng mga matataas na lugar, kinakailangan ang mas mahabang focal length upang matiyak ang kalidad ng pagmomodelo. Gaya ng ipinapakita sa ibaba:

Sa ilalim ng mga kondisyon ng parehong resolution at overlapping degree, ang mahabang focal length lens ay maaaring matiyak ang aktwal na overlapping degree ng bubong at isang sapat na ligtas na taas ng flight upang makamit ang isang mas mahusay na kalidad ng pagmomodelo ng mga matataas na gusali.

Halimbawa, kapag ang DG4pros oblique camera ay ginagamit upang gumawa ng 3D modeling ng mga matataas na gusali, hindi lamang nito makakamit ang magandang kalidad ng pagmomodelo, ngunit ang katumpakan ay maaari pa ring umabot sa 1: 500 kadastral na kinakailangan sa survey, na siyang bentahe ng mahabang focal. mga lente ng haba.

kaso: Isang tagumpay na kaso ng oblique photography

10、RIY-Pros series oblique cameras

Upang makamit ang isang mas mahusay na kalidad ng pagmomodelo, sa ilalim ng premise ng parehong resolution, ito ay kinakailangan upang matiyak ang sapat na overlap at ang malalaking field ng view. Para sa mga rehiyon na may malaking pagkakaiba sa taas ng terrain o matataas na gusali, ang focal length ng lens ay din isang mahalagang kadahilanan na nakakaapekto sa kalidad ng pagmomolde. Batay sa mga prinsipyo sa itaas, ginawa ng Rainpoo RIY-Pros series oblique camera ang sumusunod na tatlong pag-optimize sa lens:

1 Baguhin ang layout ng lenses

Para sa mga Pros series oblique camera, ang pinaka-intuitive na pakiramdam ay ang hugis nito ay nagbabago mula sa bilog patungo sa parisukat. Ang pinakadirektang dahilan para sa pagbabagong ito ay ang layout ng mga lente ay nagbago.

Ang bentahe ng layout na ito ay ang laki ng camera ay maaaring idisenyo upang maging mas maliit at ang bigat ay maaaring medyo mas magaan. Gayunpaman, ang layout na ito ay magreresulta sa magkakapatong na antas ng kaliwa at kanang pahilig na mga lente na mas mababa kaysa sa harap, gitna, at likod na mga pananaw: iyon ay, ang lugar ng anino A ay mas maliit kaysa sa lugar ng anino B.

Tulad ng nabanggit namin dati, upang mapabuti ang kahusayan sa paglipad, ang patagilid na overlap ay karaniwang mas maliit kaysa sa heading na overlap, at ang "surround layout" na ito ay higit pang magbabawas sa patagilid na overlap, kaya naman ang lateral 3D na modelo ay magiging mas mahirap kaysa sa heading na 3D. modelo.

Kaya para sa serye ng RIY-Pros, binago ng Rainpoo ang layout ng mga lente sa: parallel na layout. Gaya ng ipinapakita sa ibaba:

Isasakripisyo ng layout na ito ang bahagi ng hugis at bigat, ngunit ang kalamangan ay masisiguro nito ang sapat na magkakapatong na patagilid at makamit ang mas mahusay na kalidad ng pagmomodelo. Sa aktwal na pagpaplano ng flight, maaaring bawasan ng RIY-Pros ang ilang patagilid na overlap upang mapabuti ang kahusayan ng flight.

2 Ayusin ang anggulo ng pahilig lenses

Ang bentahe ng "parallel na layout" ay hindi lamang nito tinitiyak ang sapat na overlap, ngunit pinapataas din ang side FOV at maaaring mangolekta ng higit pang impormasyon sa texture ng mga gusali.

Sa batayan na ito, dinagdagan din namin ang focal length ng mga pahilig na lente upang ang ilalim na gilid nito ay tumutugma sa ilalim na gilid ng nakaraang layout ng "surround layout", na higit pang pinapataas ang side view ng anggulo, tulad ng ipinapakita sa sumusunod na figure:

Ang bentahe ng layout na ito ay kahit na ang anggulo ng mga pahilig na lente ay binago, hindi ito nakakaapekto sa kahusayan ng paglipad. At pagkatapos ng FOV ng mga side lens ay lubos na napabuti, mas maraming data ng impormasyon sa harapan ang maaaring makolekta, at ang kalidad ng pagmomolde ay siyempre pinabuting.

Ipinapakita rin ng mga eksperimento ng contrast na, kumpara sa tradisyunal na layout ng mga lente, ang layout ng serye ng Pros ay talagang mapapabuti ang patagilid na kalidad ng mga 3D na modelo.

Ang kaliwa ay ang 3D na modelo na binuo ng tradisyonal na layout ng camera, at ang kanan ay ang 3D na modelo na binuo ng Pros camera .

3 Dagdagan ang focal length ng pahilig na mga lente

Ang RIY-Pros oblique cameras lens ay binago mula sa tradisyunal na "surround layout" patungo sa isang "parallel layout", at ang ratio ng near-point na resolution sa malayong point na resolution ng mga larawang kinunan ng oblique lens ay tataas din.

Upang matiyak na ang ratio ay hindi lalampas sa kritikal na halaga, ang pros oblique lens focal length ay nadagdagan ng 5% ~ 8% kaysa dati.

Pangalan	Riy-DG3 Pros
Timbang	710g
Dimensyon	13014299.5mm
Uri ng sensor	APS-C
Laki ng CCD	23.5mm×15.6mm
Pisikal na laki ng pixel	3.9um
Kabuuang mga pixel	120MP
Minimum na agwat ng oras ng pagkakalantad	0.8s
Exxposure mode ng camera	Isochronic/Isometric Exposure
Focal length	28mm/43mm
Power supply	Uniform supply(Power by drone)
kapasidad ng memorya	640G
Nagtagal ang pag-download ng data	≥80M/s
Temperatura ng trabaho	-10°C~+40°C
Mga update ng firmware	Libre
rate ng IP	IP 43