3d mapping camera

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Uma história de sucesso da fotografia oblíqua

Um caso de sucesso de fotografia oblíqua

—— Use o modelo 3D para fazer levantamento cadastral para áreas de arranha-céus

1. Visão Geral

Após vários anos de desenvolvimento, agora na China, a fotografia oblíqua tem sido amplamente utilizada em projetos de levantamento cadastral rural. No entanto, devido à restrição das condições técnicas do equipamento, a fotografia oblíqua ainda é fraca para medição cadastral de cenas de queda grande, principalmente porque a distância focal e o formato da imagem da lente da câmera oblíqua não estão de acordo com o padrão. Após muitos anos de experiência em projetos, descobrimos que a precisão do mapa deve estar dentro de 5 cm, então o GSD deve estar dentro de 2 cm e o modelo 3D deve ser muito bom, as bordas do edifício devem ser retas e claras.

 

Geralmente, a distância focal da câmera usada para projetos de medição cadastral rural é de 25 mm na vertical e 35 mm oblíqua. Para atingir a precisão de 1: 500, o GSD deve estar dentro de 2 cm. E para garantir que, a altitude de vôo dos drones é geralmente entre 70m-100m. De acordo com esta altitude de vôo, não há como completar a coleta de dados dos prédios de 100m de altura. Mesmo que você realize um vôo de qualquer maneira, não pode garantir a sobreposição dos telhados, resultando em má qualidade do modelo .E como a altura de combate é muito baixa, é extremamente perigoso para o UAV.

Para solucionar esse problema, em maio de 2019, realizamos o teste de verificação de acurácia da Fotografia Oblíqua para edifícios urbanos de grande altura. O objetivo deste teste é verificar se a precisão do mapeamento final do modelo 3D construído pela câmera oblíqua RIY-DG4pros pode atender ao requisito de RMSE de 5 cm.

2. Processo de teste

Equipamento

Neste teste, escolhemos o DJI M600PRO, equipado com a câmera oblíqua de cinco lentes Rainpoo RIY-DG4pros.

Área de levantamento e planejamento de pontos de controle

Em resposta aos problemas acima, e para aumentar a dificuldade, selecionamos especialmente duas células com uma altura média de construção de 100 metros para teste.

Os pontos de controle são predefinidos de acordo com o mapa do GOOGLE e o ambiente ao redor deve ser o mais aberto e desobstruído possível. A distância entre os pontos está na faixa de 150-200M.

O ponto de controle é 80 * 80 quadrados, dividido em vermelho e amarelo de acordo com a diagonal, de modo a garantir que o centro do ponto possa ser claramente identificado quando o reflexo é muito forte ou a iluminação é insuficiente, para melhorar a precisão.

Planejamento de rota de UAV

Para garantir a segurança da operação, reservamos uma altitude segura de 60 metros e o UAV voou a 160 metros. Para garantir a sobreposição do telhado, também aumentamos a taxa de sobreposição. A taxa de sobreposição longitudinal é de 85% e a taxa de sobreposição transversal é de 80%, e o UAV voou a uma velocidade de 9,8 m / s.

Relatório de triangulação aérea (AT)

Use o software “Sky-Scanner” (desenvolvido por Rainpoo) para baixar e pré-processar as fotos originais e, em seguida, importá-las para o software de modelagem 3D ContextCapture por meio de uma chave.

  • 15h.

    AT time: 15h.

     

  • 23h.

    modelagem 3d

    tempo: 23h.

Relatório de distorção da lente

No diagrama da grade de distorção, pode-se ver que a distorção da lente do RIY-DG4pros é extremamente pequena e a circunferência é quase completamente coincidente com o quadrado padrão;

Erro de reprojeção RMS

Graças à tecnologia ótica do Rainpoo, podemos controlar o valor RMS dentro de 0,55, que é um parâmetro importante para a precisão do modelo 3D.

Sincronização de cinco lentes

Pode ser visto que a distância entre o ponto principal da lente vertical central e o ponto principal das lentes oblíquas são: 1,63cm, 4,02cm, 4,68cm, 7,99cm, menos a diferença de posição real, os valores de erro são: - 4,37cm, -1,98cm, -1,32cm, 1,99cm, a diferença máxima de posição é 4,37cm, a sincronização da câmera pode ser controlada em 5ms;

Identificar erro

O RMS dos pontos de controle previstos e reais varia de 0,12 a 0,47 pixels.

3. Modelagem 3D

Exibição de modelo
Mostra de detalhes

Podemos ver que, como o RIY-DG4pros usa lentes de longa distância focal, a casa na parte inferior do modelo 3D é muito clara de se ver. O intervalo de tempo mínimo de exposição da câmera pode chegar a 0,6s, portanto, mesmo que a taxa de sobreposição longitudinal seja aumentada para 85%, não ocorre vazamento de foto.
As linhas dos arranha-céus são muito claras e basicamente retas, o que também garante que possamos obter pegadas mais precisas no modelo posteriormente.

4. Verificação de precisão

  • Usamos a estação total para coletar os dados de posição dos pontos de verificação e, em seguida, importar o arquivo DAT para o CAD. Em seguida, compare diretamente os dados de posição dos pontos no modelo para ver suas diferenças.
  • Usamos a estação total para coletar os dados de posição dos pontos de verificação e, em seguida, importar o arquivo DAT para o CAD. Em seguida, compare diretamente os dados de posição dos pontos no modelo para ver suas diferenças.

5. Conclusão

Nesse teste, a dificuldade reside na queda alta e baixa da cena, na alta densidade da casa e no piso do complexo. Esses fatores levarão a um aumento da dificuldade de voo, a um maior risco e a um pior modelo 3D, o que levará à diminuição da precisão do levantamento cadastral.

Como a distância focal RIY-DG4pros é maior do que as câmeras oblíquas comuns, ela garante que nosso UAV possa voar a uma altitude segura o suficiente e que a resolução da imagem dos objetos no solo esteja dentro de 2 cm. Ao mesmo tempo, a lente full-frame pode nos ajudar a capturar mais ângulos das casas ao voar em áreas de construção de alta densidade, melhorando assim a qualidade do modelo 3D. Sob a premissa de que todos os dispositivos de hardware são garantidos, também melhoramos a sobreposição de voo e a densidade de distribuição dos pontos de controle para garantir a precisão do modelo 3D.

a fotografia oblíqua para as áreas altas de levantamento cadastral, uma vez por causa das limitações de equipamentos e falta de experiência, só pode ser medida por métodos tradicionais. Mas a influência de prédios altos no sinal RTK também causa a dificuldade e a baixa precisão da medição. Se pudermos usar o UAV para coletar dados, a influência dos sinais de satélite pode ser completamente eliminada e a precisão geral da medição pode ser bastante melhorada. Portanto, o sucesso desse teste é de grande significado para nós.

Este teste prova que o RIY-DG4pros pode de fato controlar o RMS para uma pequena faixa de valor, tem boa precisão de modelagem 3D e pode ser usado em projetos de medição precisa de edifícios altos.