Линија за истражување и развој на серијата производи на Rainpoo

Преку воведувањето на Како фокусната должина влијае на резултатите од 3D моделирањето, може да имате прелиминарно разбирање за врската помеѓу фокусната должина и FOV. Од поставувањето на параметрите на летот до процесот на 3D моделирање, овие два параметри секогаш имаат свое место. Значи, каков ефект имаат овие два параметри врз резултатите од 3D моделирањето? Во оваа статија, ќе претставиме како Rainpoo ја откри врската во процесот на истражување и развој на производи и како да најде рамнотежа помеѓу противречноста помеѓу висината на летот и резултатот од 3D моделот.

1, Од D2 до D3

RIY-D2 е производ специјално развиен за проекти за катастарски премер. Тоа е, исто така, најраната коси камера што прифаќа паѓачки дизајн и дизајн со внатрешен објектив. D2 има висока точност на моделирање и добар квалитет на моделирање, што е погодно за моделирање на сцени со рамен терен и не премногу високи подови. Сепак, за голем пад, сложен терен и топографија (вклучувајќи високонапонски линии, оџаци, базни станици и други високи згради), безбедноста на летот на дронот ќе биде голем проблем.

Во реалните операции, некои клиенти не планирале добра висина на летот, што предизвикало дронот да закачи високонапонски линии или да удри во базната станица; Или иако некои беспилотни летала имале среќа да поминат низ опасните точки, тие само кога ги провериле снимките од воздух, откриле дека дроновите се многу блиску до опасните точки.. Овие опасности и скриени опасности често предизвикуваат огромни загуби на имот за клиентите.

На фотографијата е прикажана базна станица, можете да видите дека е многу блиску до дронот, со голема веројатност да удри Затоа, многу клиенти ни дадоа предлози: Дали може да се дизајнира коси камера со долга фокусна должина за да ја направи висината на летот на дронот поголема и да го направи летот побезбеден? Врз основа на потребите на клиентите, врз основа на D2, развивме верзија со долга фокусна должина наречена RIY-D3. Во споредба со D2, со иста резолуција, D3 може да ја зголеми висината на летот на дронот за околу 60%.

За време на истражувањето и развојот на D3, отсекогаш сме верувале дека подолгата фокусна должина може да има поголема висина на летот, подобар квалитет на моделирање и поголема прецизност. Но, по вистинската работа, откривме дека не беше како што се очекуваше, споредено со D2, 3D моделот изграден од D3 беше релативно напорен, а работната ефикасност беше релативно ниска.

Име	Риј-Д2/Д3
Тежина	850 гр
Димензија	19018088мм
Тип на сензор	APS-C
CMOS една големина	23,5мм×15,6мм
Физичка големина на пиксели	3,9 мм
Вкупно пиксели	120 MP
Минимален временски интервал на експозиција	1s
Режим на експозиција на камерата	Изохронична/изометриска изложеност
фокусна должина	20mm/35mm за D235mm/50mm за D3
Напојување	Униформно снабдување (напојување со дрон)
капацитет на меморија	320 гр
Преземањето на податоците е спроведено	≥70M/s
Работна температура	-10°C~+40°C
Ажурирања на фирмверот	Бесплатно
стапка на IP	IP 43

2, Врската помеѓу фокусната должина и квалитетот на моделирањето

Поврзаноста помеѓу фокусната должина и квалитетот на моделирањето не е лесна за повеќето клиенти да ја разберат, па дури и многу производители на коси фотоапарати погрешно веруваат дека објективот со долга фокусна должина е корисен за квалитетот на моделирањето.

Фактичката ситуација овде е: под претпоставка дека другите параметри се исти, за фасадата на зградата, колку е поголема фокусната должина, толку е полоша еднаквоста на моделирањето. Каков вид на логичен однос е вклучен овде?

Во последниот артички Како фокусната должина влијае на резултатите од 3D моделирањето споменавме дека:

Под премисата дека другите параметри се исти, фокусната должина ќе влијае само на висината на летот. Како што е прикажано на горната слика, постојат две различни фокални леќи, црвената означува долга фокусна леќа, а сината означува кратка фокусна леќа. Максималниот агол формиран од долгата фокусна леќа и ѕидот е α, а максималниот агол формиран од кратката фокусна леќа и ѕидот е β. Очигледно:

Што значи овој „агол“? Колку е поголем аголот помеѓу работ на FOV на објективот и ѕидот, толку е поголема хоризонтална леќата во однос на ѕидот. Кога се собираат информации за фасадите на зградите, кратките фокални леќи можат да собираат информации за ѕидот похоризонтално, а 3Д моделите засновани на нив можат подобро да ја рефлектираат текстурата на фасадата. Затоа, за сцените со фасади, колку е помала фокусната должина на објективот, толку се побогати собраните информации за фасадата и подобар е квалитетот на моделирањето.

За згради со стреа, под услов на иста резолуција на земјата, колку е поголема фокусната должина на леќата, колку е поголема висината на летот на дронот, толку повеќе слепи точки под стреата, тогаш полош ќе биде квалитетот на моделирањето. Така, во ова сценарио, D3 со објектив со поголема фокусна должина не може да се натпреварува со D2 со објектив со помала фокусна должина.

3. Контрадикторноста помеѓу висината на летот на дронот и квалитетот на 3Д моделот

Според логичкото поврзување на фокусното растојание и квалитетот на моделот, ако фокусното растојание на објективот е доволно кратко, а аголот FOV е доволно голем, воопшто не е потребна камера со повеќе објективи. Супер широкоаголна леќа (леќа со рибино око) може да собира информации од сите правци. Како што е прикажано подолу:

Зарем не е во ред да се дизајнира фокусната должина на објективот што е можно пократко?

Да не зборуваме за проблемот со големото изобличување предизвикано од ултра кратката фокусна должина. Ако фокусната должина на орто леќата на косиот фотоапарат е дизајнирана да биде 10 mm и податоците се собираат со резолуција од 2 cm, висината на летот на дронот е само 51 метар.

Очигледно, ако дронот е опремен со коси камера дизајнирана на овој начин да врши работи, тоа дефинитивно ќе биде опасно.

PS: Иако објективот со ултра широк агол има ограничена употреба на сцени при моделирање на коси фотографирање, тој има практично значење за моделирањето Lidar. Претходно, една позната компанија Lidar комуницираше со нас, надевајќи се дека ќе дизајнираме воздушна камера со широкоаголни леќи, монтирана со Lidar, за интерпретација на објекти од земја и собирање текстура.

4, Од D3 до DG3

Истражувањето и развојот на D3 нè натера да сфатиме дека за косо фотографирање, фокусната должина не може да биде монотоно долга или кратка. Должината е тесно поврзана со квалитетот на моделот, ефикасноста на работата и висината на летот. Значи, во истражувањето и развојот на леќите, првото прашање што треба да се разгледа е: како да се постават фокусните должини на леќите?

Иако краткиот фокус има добар квалитет на моделирање, но висината на летот е мала, не е безбедна за летот на дрон. За да се обезбеди безбедност на беспилотните летала, фокусната должина мора да биде дизајнирана подолго, но поголемата фокусна должина ќе влијае на работната ефикасност и квалитетот на моделирањето. Постои одредена противречност помеѓу висината на летот и квалитетот на 3D моделирање. Мора да бараме компромис помеѓу овие противречности.

Така, по D3, врз основа на нашето сеопфатно разгледување на овие контрадикторни фактори, ја развивме косата камера DG3. DG3 ги зема предвид и квалитетот на 3D моделирање на D2 и висината на летот на D3, додека исто така додава систем за дисипација на топлина и отстранување на прашина, така што може да се користи и на беспилотни летала со фиксни крила или VTOL. DG3 е најпопуларниот кос фотоапарат за Rainpoo, исто така е и најкористената коси камера на пазарот.

Име	Риј-ДГ3
Тежина	650 гр
Димензија	17016080мм
Тип на сензор	APS-C
Големина на CCD	23,5мм×15,6мм
Физичка големина на пиксели	3,9 мм
Вкупно пиксели	120 MP
Минимален временски интервал на експозиција	0,8 секунди
Режим на експозиција на камерата	Изохронична/изометриска изложеност
фокусна должина	28мм/40мм
Напојување	Униформно снабдување (напојување со дрон)
капацитет на меморија	320/640Г
Преземањето на податоците е спроведено	≥80M/s
Работна температура	-10°C~+40°C
Ажурирања на фирмверот	Бесплатно
стапка на IP	IP 43

5, Од DG3 до DG3Pros

Косиот фотоапарат од серијата RIY-Pros може да постигне подобар квалитет на моделирање. Значи, каков посебен дизајн имаат Pros во распоредот на објективот и поставувањето на фокусна должина? Во овој број, ќе продолжиме да ја воведуваме дизајнерската логика зад параметрите на Pros.

6, Коси агол на објективот и квалитет на моделирање

Претходната содржина споменуваше таков став: колку е помала фокусната должина, толку е поголем аголот на гледање, толку повеќе информации за фасадата на зградата може да се соберат и подобар е квалитетот на моделирањето.

Покрај поставувањето на разумна фокусна должина, се разбира, можеме да користиме и друг начин за подобрување на ефектот на моделирање: директно го зголемува аголот на косите леќи, што исто така може да собере повеќе изобилни информации за фасадата.

Но, всушност, иако поставувањето на поголем кос агол може да го подобри квалитетот на моделирањето, има и два несакани ефекти:

1: Работната ефикасност ќе се намали. Со зголемување на косиот агол, многу ќе се зголеми и надворешното проширување на рутата на летот. Кога косиот агол надминува 45 °, ефикасноста на летот нагло ќе се намали.

На пример, професионалната воздушна камера Leica RCD30, нејзиниот кос агол е само 30 °, една од причините за овој дизајн е да се зголеми работната ефикасност.

2:Ако косиот агол е преголем, сончевата светлина лесно ќе влезе во камерата, предизвикувајќи отсјај (особено наутро и попладне на маглив ден). Косиот фотоапарат Rainpoo е најраниот што го усвои дизајнот на внатрешниот објектив. Овој дизајн е еквивалентен на додавање хауба на леќите за да се спречи тоа да биде под влијание на косата сончева светлина.

Особено за малите дронови, генерално, нивните летачки ставови се релативно лоши. Откако ќе се препостават косиот агол на објективот и ставот на дронот, залутаната светлина лесно може да влезе во камерата, што дополнително го засилува проблемот со отсјајот.

7, Преклопување на маршрутата и квалитет на моделирање

Според искуството, за да се обезбеди квалитет на моделот, за кој било објект во вселената, најдобро е да се опфатат информациите за текстурата на петте групи леќи за време на летот.

Ова е лесно да се разбере. На пример, ако сакаме да изградиме 3D модел на античка зграда, квалитетот на моделирањето на кружниот лет мора да биде многу подобар од квалитетот на правење само неколку слики од четири страни.

Колку повеќе се покриени фотографии, толку повеќе информации за просторот и текстурата содржи, и подобар е квалитетот на моделирањето. Ова е значењето на преклопувањето на рутата на летот за косо фотографирање.

Степенот на преклопување е еден од клучните фактори што го одредуваат квалитетот на 3D моделот. Во општата сцена на коси фотографирање, стапката на преклопување е главно 80% насочување и 70% странично (вистинските податоци се излишни).

Всушност, секако најдобро е да се има ист степен на преклопување за странично, но превисокото странично преклопување драстично ќе ја намали ефикасноста на летот (особено за беспилотните летала со фиксни крила), така што врз основа на ефикасноста, општото странично преклопување ќе биде помало од преклопување на насловот.

Совети: Со оглед на работната ефикасност, степенот на преклопување не е што е можно поголем. По надминување на одреден „стандард“, подобрувањето на степенот на преклопување има ограничен ефект врз 3D моделот. Според нашите експериментални повратни информации, понекогаш зголемувањето на преклопувањето всушност ќе го намали квалитетот на моделот. На пример, за сцена за моделирање со резолуција од 3 ~ 5 cm, квалитетот на моделирање со помал степен на преклопување понекогаш е подобар од повисокиот степен на преклопување.

8, Разликата помеѓу теоретското преклопување и вистинското преклопување

Пред летот, поставивме 80% насока и 70% странично преклопување, што е само теоретско преклопување. Во летот, дронот ќе биде под влијание на протокот на воздух,а промената на ставот ќе предизвика фактичкото преклопување да биде помало од теоретското преклопување.

Општо земено, без разлика дали се работи за беспилотно летало со повеќе ротори или со фиксни крила, колку е послаб ставот на летот, толку е полош квалитетот на 3D моделот. Бидејќи помалите беспилотни летала со повеќе ротори или со фиксни крила се полесни по тежина и помали по големина, тие се подложни на пречки од надворешен проток на воздух. Нивниот став за летање генерално не е толку добар како оној на беспилотните летала со средни/големи мулти-ротори или со фиксни крила, што резултира со тоа што вистинскиот степен на преклопување во одредена површина на земјата не е доволен, што на крајот влијае на квалитетот на моделирањето.

9, Тешкотии во 3D моделирање на високи згради

Како што се зголемува висината на зградата, тежината на 3Д моделирањето ќе се зголемува. Едната е дека високата зграда ќе го зголеми ризикот од лет на дронот, а втората е дека како што се зголемува висината на зградата, преклопувањето на високите делови нагло опаѓа, што резултира со слаб квалитет на 3D моделот.

1 Влијанието на зголеменото преклопување на 3D Моделирање Квалитет на висококатница

За горенаведениот проблем, многу искусни клиенти најдоа решение: зголемете го степенот на преклопување. Навистина, со зголемувањето на степенот на преклопување, ефектот на моделот значително ќе се подобри. Следното е споредба на експериментите што ги направивме:

Преку горната споредба, ќе откриеме дека: зголемувањето на степенот на преклопување има мало влијание врз квалитетот на моделирањето на ниските згради; но има големо влијание врз квалитетот на моделирањето на високите згради.

Меѓутоа, како што се зголемува степенот на преклопување, бројот на воздушни фотографии ќе се зголемува, а ќе се зголемува и времето за обработка на податоците.

2 Влијанието на фокусна должина на 3D Моделирање Квалитет на висококатница

Ваков заклучок донесовме во претходната содржина:За фасадна зграда 3D сцени за моделирање, колку е поголема фокусната должина, толку е полошо моделирањето квалитет. Меѓутоа, за 3D моделирање на висококатници, потребна е поголема фокусна должина за да се обезбеди квалитетот на моделирањето. Како што е прикажано подолу:

Под услови на иста резолуција и степен на преклопување, објективот со долга фокусна должина може да обезбеди вистински степен на преклопување на покривот и доволно безбедна висина на летот за да се постигне подобар квалитет на моделирање на високи згради.

На пример, кога косиот фотоапарат DG4pros се користи за правење 3D моделирање на високи згради, не само што може да постигне добар квалитет на моделирање, туку и точноста може да достигне 1:500 барања за катастарски премер, што е предност на долгата фокусна должина леќи.

Случај: Успешен случај на коси фотографија

Коси камери од серијата 10, RIY-Pros

За да се постигне подобар квалитет на моделирање, под премисата за иста резолуција, неопходно е да се обезбеди доволно преклопување и големи видни полиња. За региони со големи разлики во висината на теренот или високи згради, фокусната должина на објективот е исто така важен фактор кој влијае на квалитетот на моделирањето. Врз основа на горенаведените принципи, косите камери од серијата Rainpoo RIY-Pros ги направија следните три оптимизации на објективот:

1 Променете го распоредот на објективотсес

За коси фотоапарати од серијата Pro, најинтуитивното чувство е дека нивната форма се менува од круг во квадрат. Најдиректната причина за оваа промена е тоа што распоредот на леќите е променет.

Предноста на овој распоред е што големината на камерата може да биде дизајнирана да биде помала, а тежината може да биде релативно полесна. Сепак, овој распоред ќе резултира со тоа што степенот на преклопување на левата и десната коси леќа ќе биде помал од оној на предната, средната и задната перспектива: односно, областа на сенката А е помала од областа на сенката Б.

Како што споменавме претходно, за да се подобри ефикасноста на летот, страничното преклопување е генерално помало од преклопувањето на насловот, а овој „распоред на сараунд“ дополнително ќе го намали страничното преклопување, поради што страничниот 3D модел ќе биде посиромашен од насловот 3D. модел.

Така, за серијата RIY-Pros, Rainpoo го смени распоредот на леќите во: паралелен распоред. Како што е прикажано подолу:

Овој распоред ќе жртвува дел од обликот и тежината, но предноста е што може да обезбеди доволно странично преклопување и да постигне подобар квалитет на моделирање. Во вистинското планирање на летот, RIY-Pros може дури и да намалат некои странични преклопувања за да ја подобрат ефикасноста на летот.

2 Прилагодете го аголот на коси ленвидиs

Предноста на „паралелниот распоред“ е што не само што обезбедува доволно преклопување, туку и го зголемува страничниот FOV и може да собере повеќе информации за текстурата на зградите.

Врз основа на ова, ја зголемивме и фокусната должина на косите леќи, така што нејзиниот долен раб се совпадна со долниот раб на претходниот распоред на „сараунд распоред“, дополнително зголемувајќи го страничниот поглед на аголот, како што е прикажано на следната слика:

Предноста на овој распоред е што иако аголот на косите леќи е променет, тоа не влијае на ефикасноста на летот. И откако FOV на страничните леќи е значително подобрен, може да се соберат повеќе податоци за фасадата, а квалитетот на моделирањето секако е подобрен.

Контрастните експерименти покажуваат и дека, во споредба со традиционалниот распоред на леќите, распоредот на серијата Pros навистина може да го подобри страничниот квалитет на 3D моделите.

Лево е 3D моделот изграден од традиционалната камера за распоред, а десно е 3D моделот изграден од камерата Pros.

3 Зголемете ја фокусната должина на коси леќи

Косите леќи на камерите RIY-Pros се менуваат од традиционалниот „сараунд распоред“ во „паралелен распоред“, а соодносот на резолуцијата на блиска точка до резолуцијата на далечната точка на фотографиите направени со коси леќи, исто така, ќе се зголеми.

Со цел да се осигура дека соодносот не ја надминува критичната вредност, фокусната должина на косите леќи Pros се зголемува за 5% ~ 8% од претходно.

Име	Riy-DG3 Pro
Тежина	710 гр
Димензија	13014299,5мм
Тип на сензор	APS-C
Големина на CCD	23,5мм×15,6мм
Физичка големина на пиксели	3,9 мм
Вкупно пиксели	120 MP
Минимален временски интервал на експозиција	0,8 секунди
Режим на експозиција на камерата	Изохронична/изометриска изложеност
фокусна должина	28мм/43мм
Напојување	Униформно снабдување (напојување со дрон)
капацитет на меморија	640 гр
Преземањето на податоците е спроведено	≥80M/s
Работна температура	-10°C~+40°C
Ажурирања на фирмверот	Бесплатно
стапка на IP	IP 43