Jak ogniskowa wpływa na wyniki modelowania 3D

1. Wstęp

W przypadku fotografii ukośnej istnieją cztery sceny, które są bardzo trudne do zbudowania modeli 3D:

Odblaskowa powierzchnia, która nie może odzwierciedlać rzeczywistych informacji o teksturze obiektu. Na przykład powierzchnia wody, szkło, budynki o dużej powierzchni z pojedynczą teksturą.

Powolne poruszające się obiekty. Na przykład samochody na skrzyżowaniach

Sceny, w których punkty cech nie mogą być dopasowane lub pasujące punkty cech mają duże błędy, takie jak drzewa i krzewy.

Puste złożone budynki. Takie jak poręcze, stacje bazowe, wieże, przewody itp.

W przypadku scen typu 1 i 2, bez względu na to, jak poprawić jakość oryginalnych danych, model 3D i tak nie ulegnie poprawie.

W przypadku scen typu 3 i typu 4 w rzeczywistych operacjach można poprawić jakość modelu 3D poprzez poprawę rozdzielczości, ale nadal bardzo łatwo jest mieć puste przestrzenie i dziury w modelu, a jego wydajność pracy będzie bardzo niska.

Oprócz powyższych scen specjalnych, w procesie modelowania 3D zwracamy większą uwagę na jakość modeli 3D budynków. Ze względu na problemy związane z ustawianiem parametrów lotu, warunkami oświetleniowymi, sprzętem do akwizycji danych, oprogramowaniem do modelowania 3D itp. łatwo jest również spowodować, że budynek będzie pokazywał: zjawy, rysowanie, topienie, przemieszczenie, deformacje, adhezję itp. .

Oczywiście wyżej wymienione problemy można również poprawić poprzez modyfikację modelu 3D. Jeśli jednak chcesz przeprowadzić prace związane z modyfikacją modelu na dużą skalę, koszt czasu i pieniędzy będzie bardzo duży.

Model 3D przed modyfikacją

Model 3D po modyfikacji

Jako producent kamer skośnych zajmujących się badaniami i rozwojem, Rainpoo myśli z perspektywy zbierania danych:

Jak zaprojektować kamerę skośną, aby skutecznie poprawić jakość modelu 3D bez zwiększania nakładania się trasy lotu czy liczby zdjęć?

2、Co to jest ogniskowa

Ogniskowa obiektywu jest bardzo ważnym parametrem. Decyduje o wielkości obiektu na nośniku obrazu, który jest odpowiednikiem skali obiektu i obrazu. W przypadku korzystania z cyfrowego aparatu fotograficznego (DSC), czujnikiem są głównie CCD i CMOS . Kiedy DSC jest używany w pomiarach lotniczych, ogniskowa określa odległość próbkowania gruntu (GSD).

Fotografując ten sam obiekt docelowy z tej samej odległości, użyj obiektywu o długiej ogniskowej, obraz tego obiektu jest duży, a obiektyw o krótkiej ogniskowej jest mały.

Ogniskowa określa wielkość obiektu na obrazie, kąt widzenia, głębię ostrości i perspektywę obrazu. W zależności od zastosowania ogniskowa może być bardzo różna, od kilku mm do kilku metrów. Generalnie do fotografii lotniczej wybieramy, wybieramy ogniskową w zakresie 20mm ~ 100mm.

3、Co to jest FOV

W soczewce optycznej kąt utworzony przez punkt środkowy soczewki jako wierzchołek i maksymalny zakres obrazu obiektu, który może przejść przez soczewkę, nazywa się kątem widzenia. Im większe FOV, tym mniejsze powiększenie optyczne. Mówiąc inaczej, jeśli obiekt docelowy nie znajduje się w polu widzenia, światło odbite lub emitowane przez obiekt nie wejdzie do soczewki i obraz nie zostanie utworzony.

4、Ogniskowa i pole widzenia

W przypadku ogniskowej kamery ukośnej istnieją dwa powszechne nieporozumienia:

1) Im dłuższa ogniskowa, tym większa wysokość lotu dronów i większy obszar, który obraz może pokryć;

2) Im dłuższa ogniskowa, tym większy obszar pokrycia i wyższa wydajność pracy;

Powodem tych dwóch nieporozumień jest nierozpoznanie związku między ogniskową a polem widzenia. Związek między nimi jest następujący: im dłuższa ogniskowa, tym mniejsze FOV; im krótsza ogniskowa, tym większe FOV.

Dlatego, gdy fizyczny rozmiar kadru, rozdzielczość kadru i rozdzielczość danych są takie same, zmiana ogniskowej zmieni tylko wysokość lotu, a obszar objęty obrazem pozostanie niezmieniony.

5、Ogniskowa i wydajność pracy

Po zrozumieniu związku między ogniskową a FOV można by pomyśleć, że długość ogniskowej nie ma wpływu na efektywność lotu. W przypadku ortofotogrametrii jest to względnie poprawne (ściśle mówiąc, im dłuższa ogniskowa, tym większa wysokość lotu, im więcej zużywa energii, tym krótszy czas lotu i niższa wydajność pracy).

W przypadku fotografii skośnej im dłuższa ogniskowa, tym niższa wydajność pracy.

Ukośny obiektyw kamery jest zwykle umieszczany pod kątem 45 °, aby zapewnić gromadzenie danych obrazu krawędzi elewacji obszaru docelowego, trasa lotu musi zostać poszerzona.

Ponieważ soczewka jest pochylona pod kątem 45°, powstanie równoramienny trójkąt prostokątny. Zakładając, że pozycja lotu drona nie jest brana pod uwagę, główna oś optyczna soczewki skośnej jest po prostu przeniesiona do krawędzi obszaru pomiarowego jako wymóg planowania trasy, wtedy trasa drona wydłuża odległość RÓWNĄ do wysokości lotu drona .

Jeśli więc obszar pokrycia trasy pozostaje niezmieniony, rzeczywisty obszar roboczy obiektywu o krótkiej ogniskowej jest większy niż w przypadku obiektywu o długiej ogniskowej.