Como o comprimento focal afeta os resultados da modelagem 3D

1. Introdução

Para fotografia oblíqua, existem quatro cenas que são muito difíceis de construir modelos 3D:

A superfície reflexiva que não pode refletir as informações de textura real do objeto. Por exemplo, superfície da água, vidro, edifícios de superfície de textura única de grande área.

Objetos de movimento lento. Por exemplo, carros em cruzamentos

Cenas onde os pontos característicos não podem ser combinados ou os pontos característicos correspondentes têm grandes erros, como árvores e arbustos.

Edifícios complexos ocos. Como grades de proteção, estações base, torres, fios, etc.

Para cenas do tipo 1 e 2, não importa como melhorar a qualidade dos dados originais, o modelo 3D não irá melhorar de qualquer maneira.

Para cenas tipo 3 e tipo 4, em operações reais, você pode melhorar a qualidade do modelo 3D melhorando a resolução, mas ainda é muito fácil ter vazios e buracos no modelo, e sua eficiência de trabalho será muito baixa.

Além das cenas especiais acima, no processo de modelagem 3D, o que prestamos mais atenção é a qualidade do modelo 3D dos edifícios. Por causa dos problemas relacionados à configuração dos parâmetros de voo, as condições de luz, equipamento de aquisição de dados, software de modelagem 3D, etc., também é fácil fazer com que o edifício apareça: fantasmas, desenho, derretimento, deslocamento, deformação, aderência, etc. .

Obviamente, os problemas mencionados acima também podem ser melhorados pela modificação do modelo 3D. No entanto, se você quiser realizar um trabalho de modificação do modelo em grande escala, o custo de dinheiro e tempo será muito alto.

Modelo 3D antes da modificação

Modelo 3D após modificação

Como um fabricante de P&D de câmeras oblíquas, Rainpoo pensa da perspectiva da coleta de dados:

Como projetar uma câmera oblíqua para melhorar com sucesso a qualidade do modelo 3D sem aumentar a sobreposição da rota de vôo ou o número de fotos?

2 、 O que é comprimento focal

A distância focal da lente é um parâmetro muito importante. Ela determina o tamanho do objeto no meio de imagem, que é equivalente à escala do objeto e da imagem. Ao usar uma câmera fotográfica digital (DSC), os sensores são principalmente CCD e CMOS. Quando um DSC é usado em levantamento aéreo, o comprimento focal determina a distância de amostragem do solo (GSD).

Ao fotografar o mesmo objeto alvo na mesma distância, use uma lente com uma distância focal longa, a imagem desse objeto é grande e a lente com uma distância focal curta é pequena.

O comprimento focal determina o tamanho do objeto na imagem, o ângulo de visão, a profundidade de campo e a perspectiva da imagem. Dependendo da aplicação, a distância focal pode ser muito diferente, variando de alguns mm a alguns metros. Geralmente, para fotografia aérea, nós escolhemos, nós escolhemos a distância focal na faixa de 20mm ~ 100mm.

3 、 O que é FOV

Na lente ótica, o ângulo formado pelo ponto central da lente como ápice e o alcance máximo da imagem do objeto que pode passar pela lente é denominado ângulo de visão. Quanto maior for o FOV, menor será a ampliação óptica. Em termos, se o objeto alvo não estiver dentro do FOV, a luz refletida ou emitida pelo objeto não entrará na lente e a imagem não será formada.

4 、 Comprimento focal e FOV

Para a distância focal da câmera oblíqua, existem dois mal-entendidos comuns:

1) Quanto maior o comprimento focal, maior a altura de vôo dos drones e maior a área que a imagem pode cobrir;

2) Quanto maior o comprimento focal, maior a área de cobertura e maior a eficiência de trabalho;

A razão para os dois mal-entendidos acima é que a conexão entre o comprimento focal e o FOV não é reconhecida. A conexão entre os dois é: quanto maior o comprimento focal, menor o FOV; quanto menor for o comprimento focal, maior será o FOV.

Portanto, quando o tamanho físico do quadro, a resolução do quadro e a resolução dos dados são iguais, a mudança no comprimento focal mudará apenas a altura do vôo, e a área coberta pela imagem permanecerá inalterada.

5 、 Distância focal e eficiência de trabalho

Depois de entender a conexão entre o comprimento focal e FOV, você pode pensar que o comprimento do comprimento focal não tem efeito sobre a eficiência de vôo. Para a ortofotogrametria, é relativamente correto (estritamente falando, quanto maior o comprimento focal, maior a altura do voo, quanto mais energia consome, menor é o tempo de voo e menor a eficiência de trabalho).

Para fotografia oblíqua, quanto maior o comprimento focal, menor a eficiência de trabalho.

A lente oblíqua da câmera é geralmente colocada em um ângulo de 45 °, a fim de garantir que os dados de imagem da fachada de borda da área alvo sejam coletados, a rota de vôo precisa ser expandida.

Como a lente é oblíqua em 45 °, um triângulo retângulo isósceles será formado. Assumindo que a atitude de voo do drone não é levada em consideração, o eixo óptico principal da lente oblíqua é levado até a borda da área de medição como um requisito de planejamento de rota, então a rota do drone expande a distância IGUAL à altura de voo do drone .

Portanto, se a área de cobertura da rota não for alterada, a área de trabalho real da lente de distância focal curta é maior do que a da lente longa.