R&D-reeks van Rainpoo se produkreeks

Deur die bekendstelling van Hoe brandpuntafstand 3D-modelleringsresultate beïnvloed, kan jy 'n voorlopige begrip hê van die verband tussen die brandpuntafstand en die FOV. Van die instelling van die vlugparameters tot 3D-modelleringsproses, hierdie twee parameters het altyd hul plek. So watter effek het hierdie twee parameters op die 3D-modelleringsresultate? In hierdie artikel sal ons bekendstel hoe Rainpoo die verband ontdek het in die proses van produk R&D, en hoe om 'n balans te vind tussen die teenstrydigheid tussen vlughoogte en 3D-modelresultaat.

1、 Van D2 tot D3

RIY-D2 is 'n produk wat spesiaal ontwikkel is vir kadastrale opname projekte. Dit is ook die vroegste skuins kamera wat 'n aftrek- en interne lensontwerp aanneem. D2 het hoë modelleringsakkuraatheid en goeie modelleringsgehalte, wat geskik is vir toneelmodellering met plat terrein en nie te hoë vloere nie. Vir groot val, komplekse terrein en topografie (insluitend hoogspanninglyne, skoorstene, basisstasies en ander hoë geboue), sal die vlugveiligheid van die hommeltuig egter 'n groot probleem wees.

In werklike bedrywighede het sommige kliënte nie 'n goeie vlughoogte beplan nie, wat veroorsaak het dat die hommeltuig hoogspanningslyne verhang het of die basisstasie getref het; Of al was sommige hommeltuie gelukkig genoeg om deur die gevaarlike plekke te gaan, het hulle eers uitgevind dat die hommeltuie baie naby aan die gevaarlike plekke was toe hulle die lugfoto's nagegaan het.. Hierdie gevare en versteekte gevare veroorsaak dikwels groot eiendomsverliese vir kliënte.

'n Basisstasie wys op die foto, jy kan sien dit is baie naby aan die hommeltuig, baie waarskynlik om aan te slaan Daarom het baie klante vir ons voorstelle gegee: Kan 'n lang brandpuntsafstand skuins kamera ontwerp word om die vlughoogte van die hommeltuig hoër te maak en die vlug veiliger te maak? Gebaseer op klantbehoeftes, gebaseer op D2, het ons 'n lang brandpunt-weergawe genaamd RIY-D3 ontwikkel. In vergelyking met D2, met dieselfde resolusie, kan D3 die vlughoogte van die hommeltuig met ongeveer 60% verhoog.

Tydens die R&D van D3 het ons nog altyd geglo dat 'n langer brandpunt 'n hoër vlughoogte, beter modelleringsgehalte en hoër akkuraatheid kan hê. Maar na die werklike werk het ons gevind dat dit nie soos verwag was nie, vergelyk met D2, die 3D-model wat deur D3 gebou is, was relatief gespanne, en die werkdoeltreffendheid was relatief laag.

Naam	Riy-D2/D3
Gewig	850g
Dimensie	19018088mm
Soort sensor	APS-C
CMOS 'n grootte	23,5 mm × 15,6 mm
Fisiese grootte van pixel	3.9um
Totale pixels	120 MP
Minimum blootstelling tyd interval	1s
Kamera-blootstellingmodus	Isochroniese/isometriese blootstelling
brandpuntsafstand	20mm/35mm vir D235mm/50mm vir D3
Kragtoevoer	Eenvormige toevoer (krag deur hommeltuig)
geheue kapasiteit	320G
Data aflaai spped	≥70M/s
Werk temperatuur	-10°C~+40°C
Fermware-opdaterings	Verniet
IP-koers	IP 43

2、 Die verband tussen brandpuntsafstand en modelleringskwaliteit

Die verband tussen die brandpuntafstand en die modelleerkwaliteit is nie maklik vir die meeste klante om te verstaan nie, en selfs baie skuinskameravervaardigers glo verkeerdelik dat 'n lang brandpuntsafstandlens nuttig is vir modelleerkwaliteit.

Die werklike situasie hier is: op die veronderstelling dat ander parameters dieselfde is, vir die geboufasade, hoe langer die brandpunt, hoe erger die modelleringsgelykheid. Watter soort logiese verhouding is hier betrokke?

In die laaste artikel Hoe brandpuntsafstand 3D-modelleringsresultate beïnvloed ons het genoem dat:

Onder die veronderstelling dat ander parameters dieselfde is, sal die brandpunt slegs die vlughoogte beïnvloed. Soos in die bostaande figuur getoon, is daar twee verskillende fokuslense, rooi dui op 'n lang fokuslens en blou dui op 'n kort fokuslens. Die maksimum hoek wat gevorm word deur die lang fokuslens en die muur is α, en die maksimum hoek wat gevorm word deur die kort brandpunt lens en die muur is β. Natuurlik:

Wat beteken hierdie "hoek"? Hoe groter die hoek tussen die rand van die FOV van die lens en die muur, hoe meer horisontaal is die lens relatief tot die muur. Wanneer inligting oor geboufasades ingesamel word, kan kort fokale lense muurinligting meer horisontaal versamel, en die 3D-modelle wat daarop gebaseer is, kan die tekstuur van die fasade beter weerspieël. Daarom, vir tonele met fasades, hoe korter die brandpunt van die lens, hoe ryker is die versamelde fasade-inligting en hoe beter is die modelleringsgehalte.

Vir geboue met dakrand, onder die toestand van dieselfde grondresolusie, hoe langer die brandpunt van die lens, hoe hoër die hommeltuigvlieghoogte, hoe meer blinde kolle onder die dakrand, hoe swakker sal die modelleringskwaliteit wees. So in hierdie scenario kan die D3 met 'n langer brandpunt lens nie meeding met D2 met 'n korter brandpunt lens nie.

3、 Die teenstrydigheid tussen die vlughoogte van die hommeltuig en die kwaliteit van die 3D-model

Volgens die logiese verband van die brandpuntafstand en die kwaliteit van die model, as die brandpuntafstand van die lens kort genoeg is en die FOV-hoek groot genoeg is, is geen multilenskamera hoegenaamd nodig nie. ’n Superwyehoeklens (visooglens) kan die inligting van alle rigtings insamel. Soos hieronder getoon:

Is dit nie goed om die brandpunt van die lens so kort as moontlik te ontwerp nie?

Om nie te praat van die probleem van groot vervorming wat veroorsaak word deur die ultra-kort brandpuntsafstand nie. As die brandpunt van die orto-lens van skuins kamera ontwerp is om 10 mm te wees en die data word teen 'n resolusie van 2 cm ingesamel, is die vlughoogte van die hommeltuig slegs 51 meter.

Natuurlik, as die hommeltuig toegerus is met 'n skuins kamera wat op hierdie manier ontwerp is om werk te doen, sal dit beslis gevaarlik wees.

NS: Alhoewel die ultrawyehoeklens beperkte gebruik van tonele in skuins fotografiemodellering het, het dit praktiese betekenis vir Lidar-modellering. Voorheen het een bekende Lidar-maatskappy met ons gekommunikeer in die hoop dat ons 'n wyehoeklens-lugkamera, gemonteer met die Lidar, vir grondobjekinterpretasie en tekstuurversameling sou ontwerp.

4、 Van D3 na DG3

Die R&D van D3 het ons laat besef dat vir skuins fotografie die brandpunt nie eentonig lank of kort kan wees nie. Die lengte is nou verwant aan die kwaliteit van die model, die doeltreffendheid van werk en die hoogte van die vlug. Dus in die lens R&D is die eerste vraag om te oorweeg: hoe om die brandpunte van lense in te stel?

Alhoewel die kort brandpunt goeie modelleringsgehalte het, maar die vlughoogte laag is, is dit nie veilig vir hommeltuig se vlug nie. Om die veiligheid van hommeltuie te verseker, moet die brandpunt langer ontwerp word, maar langer brandpunte sal die werkdoeltreffendheid en modelleringskwaliteit beïnvloed. Daar is 'n sekere teenstrydigheid tussen die vlughoogte en die 3D-modelleringskwaliteit. Ons moet 'n kompromie tussen hierdie teenstrydighede soek.

So na D3, gebaseer op ons omvattende oorweging van hierdie teenstrydige faktore, het ons die DG3 skuins kamera ontwikkel. DG3 neem beide die 3D-modelleringskwaliteit van D2 en die vlughoogte van D3 in ag, terwyl dit ook 'n hitte-afvoer- en stofverwyderingstelsel byvoeg, sodat dit ook op vastevlerk- of VTOL-drone gebruik kan word. DG3 is die gewildste skuinskamera vir Rainpoo, dit is ook die mees gebruikte skuinskamera op die mark.

Naam	Riy-DG3
Gewig	650g
Dimensie	17016080mm
Soort sensor	APS-C
CCD grootte	23,5 mm × 15,6 mm
Fisiese grootte van pixel	3.9um
Totale pixels	120 MP
Minimum blootstelling tyd interval	0.8s
Kamera-blootstellingmodus	Isochroniese/isometriese blootstelling
brandpuntsafstand	28mm/40mm
Kragtoevoer	Eenvormige toevoer (krag deur hommeltuig)
geheue kapasiteit	320/640G
Data aflaai spped	≥80M/s
Werk temperatuur	-10°C~+40°C
Fermware-opdaterings	Verniet
IP-koers	IP 43

5、 Van DG3 tot DG3Pros

RIY-Pros-reeks skuins kamera kan beter modellering kwaliteit bereik. So, watter spesiale ontwerp het Pro's in lensuitleg en brandpunt-instelling? In hierdie uitgawe sal ons voortgaan om die ontwerp-logika agter die voordele-parameters bekend te stel.

6 、 Skuins lenshoek en modelleringskwaliteit

Die vorige inhoud het so 'n siening genoem: hoe korter die brandpunt, hoe groter die gesigshoek, hoe meer gebou fasade inligting kan versamel word, en hoe beter is die modellering kwaliteit.

Benewens die opstel van 'n redelike brandpunt, kan ons natuurlik ook 'n ander manier gebruik om die modelleringseffek te verbeter: verhoog direk die hoek van die skuins lense, wat ook meer volop fasade inligting kan versamel.

Maar in werklikheid, hoewel die stel van 'n groter skuins hoek die modelleringskwaliteit kan verbeter, is daar ook twee newe-effekte:

1: Werksdoeltreffendheid sal verminder. Met die toename van die skuinshoek sal die uitwaartse uitbreiding van die vlugroete ook baie toeneem. Wanneer die skuinshoek van 45 ° oorskry, sal die vlugdoeltreffendheid skerp daal.

Byvoorbeeld, die professionele lugkamera Leica RCD30, sy skuins hoek is slegs 30 °, een van die redes vir hierdie ontwerp is om die werk doeltreffendheid te verhoog.

2: As die skuins hoek te groot is, sal sonlig maklik die kamera binnedring, wat glans veroorsaak (veral in die oggend en middag van 'n wasige dag). Rainpoo skuins kamera is die vroegste wat die interne lensontwerp aanneem. Hierdie ontwerp is gelykstaande aan die toevoeging van 'n kappie by die lense om te verhoed dat dit deur die skuins sonlig beïnvloed word.

Veral vir klein hommeltuie, in die algemeen, is hul vlughoudings relatief swak. Nadat die lens skuins hoek en die houding van die hommeltuig gesuperponeer is, kan dwaallig maklik die kamera binnedring, wat die glansprobleem verder versterk.

7, Roete-oorvleueling en modelleringskwaliteit

Volgens ervaring, om die modelkwaliteit te verseker, vir enige voorwerp in die ruimte, is dit die beste om die tekstuurinligting van die vyf groepe lense tydens vlug te bedek.

Dit is maklik om te verstaan. As ons byvoorbeeld 'n 3D-model van 'n antieke gebou wil bou, moet die modelleringskwaliteit van die sirkelvlug baie beter wees as die kwaliteit om slegs 'n paar foto's aan vier kante te neem.

Hoe meer bedekte foto's, hoe meer ruimtelike en tekstuurinligting bevat dit, en hoe beter is die modelleringsgehalte. Dit is die betekenis van vlugroete-oorvleueling vir skuins fotografie.

Die mate van oorvleueling is een van die sleutelfaktore wat die kwaliteit van die 3D-model bepaal. In die algemene toneel van skuins fotografie is die oorvleuelingskoers meestal 80% opskrif en 70% sywaarts (die werklike data is oortollig).

Trouens, dit is beslis die beste om dieselfde mate van oorvleueling vir sywaarts te hê, maar te hoë sywaartse oorvleueling sal vlugdoeltreffendheid drasties verminder (veral vir vastevlerk hommeltuie), dus gebaseer op doeltreffendheid, sal die algemene sywaartse oorvleueling laer wees as die opskrif oorvleuel.

Wenke: Met inagneming van die werkdoeltreffendheid is die oorvleuelingsgraad nie so hoog as moontlik nie. Nadat 'n sekere "standaard" oorskry is, het die verbetering van die oorvleuelingsgraad 'n beperkte effek op die 3D-model. Volgens ons eksperimentele terugvoer sal die verhoging van die oorvleueling soms die kwaliteit van die model verminder. Byvoorbeeld, vir 'n 3 ~ 5cm resolusie modellering toneel, die modellering kwaliteit van 'n laer oorvleuelende graad is soms beter as die hoër oorvleuelende graad.

8、Die verskil tussen teoretiese oorvleueling en werklike oorvleueling

Voor vlug stel ons 80% opskrif en 70% sywaartse oorvleueling, wat net die teoretiese oorvleueling is. Tydens die vlug sal die hommeltuig deur die lugvloei beïnvloed word,en die verandering in houding sal veroorsaak dat die werklike oorvleueling minder is as die teoretiese oorvleueling.

In die algemeen, of dit 'n multi-rotor of vastevlerk hommeltuig is, hoe swakker die vlughouding, hoe swakker is die 3D-model se kwaliteit. Omdat die kleiner multi-rotor of vastevlerk hommeltuie ligter in gewig en kleiner in grootte is, is hulle vatbaar vir inmenging van eksterne lugvloei. Hul vlughouding is oor die algemeen nie so goed soos dié van medium / groot multi-rotor of vastevlerk hommeltuie nie, wat daartoe lei dat die werklike oorvleuelingsgraad in sekere sekere grondgebied nie genoeg is nie, wat uiteindelik die modelleringskwaliteit beïnvloed.

9、 Probleme in 3D-modellering van hoë geboue

Soos die hoogte van die gebou toeneem, sal die moeilikheid van 3D-modellering toeneem. Een daarvan is dat die hoë gebou die risiko van hommeltuig se vlug sal verhoog, en die tweede is dat namate die hoogte van die gebou toeneem, die oorvleueling van die hoë dele skerp daal, wat lei tot swak gehalte van 3D-model.

1 Die invloed van toenemende oorvleueling op 3D Modellering Kwaliteit van hoë gebou

Vir die bogenoemde probleem het baie ervare kliënte 'n oplossing gevind: verhoog die mate van oorvleueling. Inderdaad, met die toename in die mate van oorvleueling, sal die model effek aansienlik verbeter word. Die volgende is 'n vergelyking van die eksperimente wat ons gedoen het:

Deur bogenoemde vergelyking sal ons vind dat: die toename in die mate van oorvleueling min invloed het op die modelleringskwaliteit van lae geboue; maar het groot invloed op die modelleringskwaliteit van hoë geboue.

Soos die mate van oorvleueling egter toeneem, sal die aantal lugfoto's toeneem, en die tyd vir dataverwerking sal ook toeneem.

2 Die invloed van brandpuntsafstand aan 3D Modellering Kwaliteit van hoë gebou

Ons het so 'n gevolgtrekking gemaak in die vorige inhoud:Vir fasade gebou 3D modelleer tonele, hoe langer die brandpunt, hoe slegter die modellering kwaliteit. Vir die 3D-modellering van hoë areas word 'n langer brandpunt egter vereis om die modelleringskwaliteit te verseker. Soos hieronder getoon:

Onder die toestande van dieselfde resolusie en oorvleuelingsgraad kan die lang brandpuntsafstandlens die werklike oorvleuelingsgraad van die dak en 'n voldoende veilige vlieghoogte verseker om 'n beter modelleringsgehalte van hoë geboue te bereik.

Byvoorbeeld, wanneer die DG4pros-skuinskamera gebruik word om 3D-modellering van hoë geboue te doen, kan dit nie net goeie modelleringsgehalte behaal nie, maar die akkuraatheid kan steeds 1: 500 kadastrale opnamevereistes bereik, wat die voordeel van die lang fokus is. lengte lense.

Geval: 'n Suksesgeval van skuins fotografie

10、RIY-Pros reeks skuins kameras

Om 'n beter modelleringsgehalte te bereik, onder die uitgangspunt van dieselfde resolusie, is dit nodig om voldoende oorvleueling en die groot gesigsvelde te verseker.Vir streke met groot terreinhoogteverskille of hoë geboue is die brandpuntafstand van die lens ook 'n belangrike faktor wat die modelleringskwaliteit beïnvloed. Op grond van bogenoemde beginsels het die Rainpoo RIY-Pros-reeks skuins kameras die volgende drie optimaliserings op die lens gemaak:

1 Verander die uitleg van die lensses

Vir Pros-reeks skuins kameras is die mees intuïtiewe gevoel dat die vorm daarvan van rond na vierkant verander. Die mees direkte rede vir hierdie verandering is dat die lensuitleg verander het.

Die voordeel van hierdie uitleg is dat die kameragrootte ontwerp kan word om kleiner te wees en die gewig relatief ligter kan wees. Hierdie uitleg sal egter daartoe lei dat die oorvleuelingsgraad van die linker- en regterskuinslense laer is as dié van die voor-, middel- en agterperspektiewe: dit wil sê, die area van skadu A is kleiner as die area van skadu B.

Soos ons voorheen genoem het, om vlugdoeltreffendheid te verbeter, is die sywaartse oorvleueling oor die algemeen kleiner as die opskrif-oorvleueling, en hierdie "omringuitleg" sal die sywaartse oorvleueling verder verminder, en daarom sal die laterale 3D-model swakker wees as die opskrif 3D model.

So vir die RIY-Pros-reeks het Rainpoo die lensuitleg verander na: parallelle uitleg. Soos hieronder getoon:

Hierdie uitleg sal 'n deel van die vorm en gewig opoffer, maar die voordeel is dat dit voldoende sywaartse oorvleueling kan verseker en 'n beter modelleringsgehalte kan behaal. In werklike vlugbeplanning kan RIY-Pros selfs sommige sywaartse oorvleueling verminder om vlugdoeltreffendheid te verbeter.

2 Pas die hoek van die skuins lenses

Die voordeel van die "parallelle uitleg" is dat dit nie net voldoende oorvleueling verseker nie, maar ook die sy-FOV verhoog en meer tekstuurinligting van geboue kan insamel.

Op hierdie basis het ons ook die brandpunt van die skuins lense vergroot sodat die onderrand daarvan saamgeval het met die onderste rand van die vorige "omringuitleg"-uitleg, wat die syaansig van die hoek verder vergroot, soos in die volgende figuur getoon:

Die voordeel van hierdie uitleg is dat hoewel die hoek van skuins lense verander word, dit nie die vlugdoeltreffendheid beïnvloed nie. En nadat die FOV van sylense aansienlik verbeter is, kan meer fasade-inligtingsdata ingesamel word, en die modelleringskwaliteit word natuurlik verbeter.

Kontras-eksperimente toon ook dat, in vergelyking met die tradisionele uitleg van die lense, Pros-reeks-uitleg werklik die sywaartse kwaliteit van 3D-modelle kan verbeter.

Die linkerkant is die 3D-model wat deur die tradisionele uitlegkamera gebou is, en die regterkant is die 3D-model wat deur die Pros-kamera gebou is.

3 Verhoog die brandpuntafstand van die skuins lense

RIY-Pros skuins kameras lense word verander van die tradisionele "surround uitleg" na 'n "parallelle uitleg", en die verhouding van die naby-punt resolusie tot die ver-punt resolusie van die foto's geneem deur skuins lense sal ook toeneem.

Om te verseker dat die verhouding nie die kritieke waarde oorskry nie, word Pros skuins lense se brandpuntsafstand met 5% ~ 8% verhoog as voorheen.

Naam	Riy-DG3 Voordele
Gewig	710g
Dimensie	13014299,5 mm
Soort sensor	APS-C
CCD grootte	23,5 mm × 15,6 mm
Fisiese grootte van pixel	3.9um
Totale pixels	120 MP
Minimum blootstelling tyd interval	0.8s
Kamera-blootstellingmodus	Isochroniese/isometriese blootstelling
brandpuntsafstand	28mm/43mm
Kragtoevoer	Eenvormige toevoer (krag deur hommeltuig)
geheue kapasiteit	640G
Data aflaai spped	≥80M/s
Werk temperatuur	-10°C~+40°C
Fermware-opdaterings	Verniet
IP-koers	IP 43