Exposição de sincronização

POR QUE A CÂMERA PRECISA DO “controle de sincronização”

Todos nós sabemos que durante o vôo, o drone dará um sinal de gatilho para as cinco lentes da câmera oblíqua. As cinco lentes devem, teoricamente, ser expostas em sincronização absoluta e, em seguida, registrar uma informação de POS simultaneamente. Mas no processo de operação real, descobrimos que depois que o drone enviou um sinal de gatilho, as cinco lentes não puderam ser expostas simultaneamente. Por quê isso aconteceu?

Após o voo, descobriremos que a capacidade total das fotos coletadas por diferentes lentes é geralmente diferente. Isso ocorre porque, ao usar o mesmo algoritmo de compressão, a complexidade dos recursos de textura do solo afeta o tamanho dos dados das fotos e afetará a sincronização de exposição da câmera.

Diferentes recursos de textura

Quanto mais complexa a textura dos recursos, quanto maior a quantidade de dados que a câmera precisa para resolver, compactar e gravar, mais tempo leva para concluir essas etapas. Se o tempo de armazenamento atingir o ponto crítico, a câmera não pode responder ao sinal do obturador a tempo e a ação de exposição demora.

Se o intervalo de tempo entre duas exposições for menor do que o tempo necessário para a câmera completar o ciclo de fotos, a câmera irá perder fotos porque não pode completar a exposição a tempo. Portanto, no curso da operação, a tecnologia de controle de sincronização da câmera deve ser usada para unificar a ação de exposição da câmera.

P&D de tecnologia de controle de sincronização

Anteriormente, descobrimos que após o AT no software, o erro de posição das cinco lentes no ar às vezes pode ser muito grande, e a diferença de posição entre as câmeras pode chegar a 60 ~ 100 cm!

No entanto, quando testamos no solo, descobrimos que a sincronização da câmera ainda é relativamente alta e a resposta é muito oportuna. O pessoal de P&D está muito confuso. Por que o erro de atitude e posição da solução de AT é tão grande?

Para descobrir as razões, no início do desenvolvimento do DG4pros, adicionamos um temporizador de feedback à câmera DG4pros para registrar a diferença de tempo entre o sinal de disparo do drone e a exposição da câmera. E testado nos quatro cenários a seguir.

Cena A: mesma cor e textura

Cena C: mesma cor, texturas diferentes

Cena D: diferentes cores e texturas

Tabela de estatísticas de resultados de teste

Conclusão:

Para cenas com cores ricas, o tempo necessário para a câmera fazer o cálculo Bayer e a gravação aumentará; enquanto para cenas com muitas linhas, as informações de alta frequência da imagem são demais e o tempo necessário para a câmera compactar também aumentará.

Pode-se ver que se a frequência de amostragem da câmera for baixa e a textura for simples, a resposta da câmera é boa no tempo; mas quando a frequência de amostragem da câmera é alta e a textura é complexa, a diferença de tempo de resposta da câmera aumenta muito. E à medida que a frequência de fotos aumenta, a câmera acabará perdendo as fotos.

Princípio do controle de sincronização de câmeras

Em resposta aos problemas acima, Rainpoo adicionou um sistema de controle de feedback à câmera para melhorar a sincronização das cinco lentes.

O sistema pode medir a diferença de tempo "T" entre o drone que envia o sinal de disparo e o tempo de exposição de cada lente. Se a diferença de tempo "T" das cinco lentes estiver dentro de um intervalo permitido, pensamos que as cinco lentes estão funcionando em sincronia. Se um certo valor de feedback das cinco lentes for maior que o valor padrão, a unidade de controle determinará que a câmera tem uma grande diferença de tempo e, na próxima exposição, a lente será compensada de acordo com a diferença e, finalmente as cinco lentes serão expostas de maneira síncrona e a diferença de tempo estará sempre dentro do intervalo padrão.

Aplicação de controle de sincronização em PPK

Após controlar a sincronização da câmera, no projeto de levantamento e mapeamento, o PPK pode ser usado para reduzir o número de pontos de controle. No momento, existem três métodos de conexão para câmera oblíqua e PPK:

1	Uma das cinco lentes está ligada ao PPK
2	Todas as cinco lentes estão conectadas ao PPK
3	Use tecnologia de controle de sincronização de câmera para realimentar o valor médio para PPK

Cada uma das três opções tem vantagens e desvantagens:

1	A vantagem é simples, a desvantagem é que o PPK representa apenas a posição espacial de uma lente. Se as cinco lentes não estiverem sincronizadas, o erro de posição das outras lentes será relativamente grande.
2	A vantagem também é simples, o posicionamento é preciso, a desvantagem é que ele só pode visar módulos diferenciais específicos
3	As vantagens são posicionamento preciso, alta versatilidade e suporte para vários tipos de módulos diferenciais. A desvantagem é que o controle é mais complicado e o custo é relativamente mais alto.

Existe atualmente um drone usando uma placa 100HZ RTK / PPK. A placa é equipada com uma câmera Ortho para atingir 1: 500 de mapa topográfico livre de pontos de controle, mas esta tecnologia não pode alcançar pontos de controle absolutos livres para fotografia oblíqua. Porque o erro de sincronização das próprias cinco lentes é maior do que a precisão de posicionamento do diferencial, então, se não houver câmera oblíqua de alta sincronização, a diferença de alta frequência não tem sentido ...

No momento, este método de controle é o controle passivo e a compensação só será feita depois que o erro de sincronização da câmera for maior que o limite lógico. Portanto, para cenas com grandes mudanças na textura, definitivamente haverá erros de pontos individuais maiores do que o limite. Na próxima geração de produtos da série Rie, Rainpoo desenvolveu um novo método de controle. Comparado com o método de controle atual, a precisão de sincronização da câmera pode ser melhorada em pelo menos uma ordem de magnitude e alcance o nível ns!

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