Lini R&D dari seri produk Rainpoo

Melalui pengenalan Bagaimana panjang fokus memengaruhi hasil pemodelan 3D, Anda dapat memiliki pemahaman awal tentang hubungan antara panjang fokus dan FOV. Dari pengaturan parameter penerbangan hingga proses pemodelan 3D, kedua parameter ini selalu ada tempatnya. Jadi apa pengaruh kedua parameter ini terhadap hasil pemodelan 3D? Dalam artikel ini, kami akan memperkenalkan bagaimana Rainpoo menemukan hubungan dalam proses R&D produk, dan bagaimana menemukan keseimbangan antara kontradiksi antara ketinggian terbang dan hasil model 3D.

1、Dari D2 ke D3

RIY-D2 adalah produk yang khusus dikembangkan untuk proyek survei kadaster. Ini juga merupakan kamera miring paling awal yang mengadopsi desain lensa drop-down dan internal. D2 memiliki akurasi pemodelan yang tinggi dan kualitas pemodelan yang baik, yang cocok untuk pemodelan pemandangan dengan medan datar dan lantai yang tidak terlalu tinggi. Namun, untuk penurunan besar, medan yang kompleks, dan topografi (termasuk jalur tegangan tinggi, cerobong asap, stasiun pangkalan, dan bangunan bertingkat tinggi lainnya), keselamatan penerbangan drone akan menjadi masalah besar.

Dalam operasi sebenarnya, beberapa pelanggan tidak merencanakan ketinggian penerbangan yang baik, yang menyebabkan drone menggantung saluran tegangan tinggi atau menabrak stasiun pangkalan; Atau meskipun beberapa drone cukup beruntung untuk melewati tempat-tempat berbahaya, mereka baru mengetahui bahwa drone sangat dekat dengan tempat-tempat berbahaya ketika mereka memeriksa foto udara. Bahaya dan bahaya tersembunyi ini sering menyebabkan kerugian harta benda yang besar bagi pelanggan.

Sebuah stasiun pangkalan menunjukkan di foto, Anda dapat melihatnya sangat dekat dengan drone, sangat mungkin untuk menyerang Oleh karena itu, banyak pelanggan telah memberi kami saran: Dapatkah kamera miring panjang fokus dirancang untuk membuat ketinggian terbang drone lebih tinggi dan membuat penerbangan lebih aman? Berdasarkan kebutuhan pelanggan, berdasarkan D2, kami telah mengembangkan versi panjang fokus panjang bernama RIY-D3. Dibandingkan dengan D2, pada resolusi yang sama, D3 dapat meningkatkan ketinggian terbang drone sekitar 60%.

Selama R&D D3, kami selalu percaya bahwa panjang fokus yang lebih panjang dapat memiliki ketinggian terbang yang lebih tinggi, kualitas pemodelan yang lebih baik, dan akurasi yang lebih tinggi. Tetapi setelah pengerjaan yang sebenarnya, kami menemukan bahwa itu tidak seperti yang diharapkan, dibandingkan dengan D2, model 3D yang dibangun oleh D3 relatif tegang, dan efisiensi kerja relatif rendah.

Nama	Riy-D2/D3
Berat	850g
Dimensi	19018088mm
Jenis sensor	APS-C
CMOS ukuran	23.5mm × 15.6mm
Ukuran fisik piksel	3.9um
Jumlah piksel	120MP
Interval waktu paparan minimum	1 detik
Mode eksposur kamera	Paparan Isochronic/Isometrik
Focal length	20mm/35mm untuk D235mm/50mm untuk D3
Sumber Daya listrik	Pasokan seragam (Daya dengan drone)
kapasitas memori	320G
Unduhan data dipercepat	70M/dtk
Suhu kerja	-10 °C~+40 °C
Pembaruan firmware	Gratis
tingkat IP	IP43

2、Hubungan antara panjang fokus dan kualitas pemodelan

Hubungan antara panjang fokus dan kualitas pemodelan tidak mudah dipahami oleh sebagian besar pelanggan, dan bahkan banyak produsen kamera miring secara keliru percaya bahwa lensa panjang fokus panjang berguna untuk kualitas pemodelan.

Situasi sebenarnya di sini adalah: pada premis bahwa parameter lain adalah sama, untuk fasad bangunan, semakin panjang panjang fokus, semakin buruk kesetaraan pemodelan. Apa jenis hubungan logis yang terlibat di sini?

Dalam artikel terakhir Bagaimana panjang fokus memengaruhi hasil pemodelan 3D kami telah menyebutkan bahwa:

Di bawah premis bahwa parameter lain adalah sama, panjang fokus hanya akan mempengaruhi ketinggian penerbangan. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, ada dua lensa fokus yang berbeda, merah menunjukkan lensa fokus panjang, dan biru menunjukkan lensa fokus pendek. Sudut maksimum yang dibentuk oleh lensa fokus panjang dan dinding adalah , dan sudut maksimum yang dibentuk oleh lensa fokus pendek dan dinding adalah . Jelas sekali:

Apa yang dimaksud dengan "sudut" ini? Semakin besar sudut antara tepi FOV lensa dan dinding, semakin horizontal lensa relatif terhadap dinding. Saat mengumpulkan informasi tentang fasad bangunan, lensa fokus pendek dapat mengumpulkan informasi dinding secara lebih horizontal, dan model 3D berdasarkannya dapat lebih mencerminkan tekstur fasad. Oleh karena itu, untuk pemandangan dengan fasad, semakin pendek panjang fokus lensa, semakin kaya informasi fasad yang dikumpulkan dan semakin baik kualitas pemodelan.

Untuk bangunan dengan atap, di bawah kondisi resolusi tanah yang sama, semakin panjang panjang fokus lensa, semakin tinggi ketinggian terbang drone, semakin banyak titik buta di bawah atap, maka kualitas pemodelan akan semakin buruk. Jadi dalam skenario ini, D3 dengan lensa panjang fokus lebih panjang tidak dapat bersaing dengan D2 dengan lensa panjang fokus lebih pendek.

3、Kontradiksi antara ketinggian terbang drone dan kualitas model 3D

Menurut hubungan logika panjang fokus dan kualitas model, jika panjang fokus lensa cukup pendek dan sudut FOV cukup besar, tidak diperlukan kamera multi-lensa sama sekali. Lensa sudut super lebar (lensa mata ikan) dapat mengumpulkan informasi dari segala arah. Seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Bukankah baik untuk mendesain panjang fokus lensa sesingkat mungkin?

Belum lagi masalah distorsi besar yang disebabkan oleh panjang fokus ultra-pendek. Jika panjang fokus lensa orto kamera miring dirancang 10mm dan data dikumpulkan pada resolusi 2cm, ketinggian terbang drone hanya 51 meter.

Jelas, jika drone dilengkapi dengan kamera miring yang dirancang sedemikian rupa untuk melakukan pekerjaan, itu pasti akan berbahaya.

PS: Meskipun lensa sudut ultra lebar memiliki penggunaan pemandangan yang terbatas dalam pemodelan fotografi miring, lensa ini memiliki arti praktis untuk pemodelan Lidar. Sebelumnya, salah satu perusahaan Lidar yang terkenal telah berkomunikasi dengan kami, berharap kami dapat merancang kamera udara lensa sudut lebar, yang dipasang dengan Lidar, untuk interpretasi objek tanah dan pengumpulan tekstur.

4、Dari D3 ke DG3

R&D D3 membuat kami menyadari bahwa untuk fotografi miring, panjang fokus tidak boleh panjang atau pendek secara monoton. Panjangnya berkaitan erat dengan kualitas model, efisiensi kerja, dan ketinggian terbang. Jadi dalam R&D lensa, pertanyaan pertama yang harus dipertimbangkan adalah: bagaimana cara mengatur panjang fokus lensa?

Meskipun fokus pendek memiliki kualitas pemodelan yang baik, tetapi ketinggian terbangnya rendah, tidak aman untuk penerbangan drone. Untuk memastikan keamanan drone, panjang fokus harus dirancang lebih panjang, tetapi panjang fokus yang lebih panjang akan mempengaruhi efisiensi kerja dan kualitas pemodelan. Ada kontradiksi tertentu antara ketinggian penerbangan dan kualitas pemodelan 3D. Kita harus mencari kompromi di antara kontradiksi-kontradiksi ini.

Jadi setelah D3, berdasarkan pertimbangan komprehensif kami terhadap faktor-faktor kontradiktif ini, kami telah mengembangkan kamera miring DG3. DG3 memperhitungkan kualitas pemodelan 3D D2 dan ketinggian terbang D3, sementara juga menambahkan sistem pembuangan panas dan penghilang debu, sehingga dapat juga digunakan pada drone sayap tetap atau VTOL. DG3 adalah kamera miring paling populer untuk Rainpoo, juga merupakan kamera miring yang paling banyak digunakan di pasaran.

Nama	Riy-DG3
Berat	650g
Dimensi	17016080mm
Jenis sensor	APS-C
ukuran CCD	23.5mm × 15.6mm
Ukuran fisik piksel	3.9um
Jumlah piksel	120MP
Interval waktu paparan minimum	0.8s
Mode eksposur kamera	Paparan Isochronic/Isometrik
Focal length	28mm/40mm
Sumber Daya listrik	Pasokan seragam (Daya dengan drone)
kapasitas memori	320/640G
Unduhan data dipercepat	80M/dtk
Suhu kerja	-10 °C~+40 °C
Pembaruan firmware	Gratis
tingkat IP	IP43

5、Dari DG3 ke DG3Pros

Kamera miring seri RIY-Pros dapat mencapai kualitas pemodelan yang lebih baik. Jadi, desain khusus apa yang dimiliki Pro dalam tata letak lensa dan pengaturan panjang fokus? Dalam edisi ini, kami akan terus memperkenalkan logika desain di balik parameter Pro.

6、Sudut lensa miring dan kualitas pemodelan

Konten sebelumnya menyebutkan pandangan seperti itu: semakin pendek panjang fokus, semakin besar sudut pandang, semakin banyak informasi fasad bangunan yang dapat dikumpulkan, dan semakin baik kualitas pemodelan.

Selain menetapkan panjang fokus yang wajar, tentu saja, kita juga dapat menggunakan cara lain untuk meningkatkan efek pemodelan: langsung meningkatkan sudut lensa miring, yang juga dapat mengumpulkan lebih banyak informasi fasad.

Namun pada kenyataannya, meskipun pengaturan sudut miring yang lebih besar dapat meningkatkan kualitas pemodelan, ada juga dua efek samping:

1: Efisiensi kerja akan berkurang. Dengan peningkatan sudut miring, perluasan keluar rute penerbangan juga akan meningkat banyak. Ketika sudut miring melebihi 45 °, efisiensi penerbangan akan turun tajam.

Misalnya, kamera udara profesional Leica RCD30, sudut miringnya hanya 30 °, salah satu alasan desain ini adalah untuk meningkatkan efisiensi kerja.

2: Jika sudut miring terlalu besar, sinar matahari akan dengan mudah masuk ke dalam kamera, menyebabkan silau (terutama di pagi dan sore hari di hari yang berkabut). Kamera miring Rainpoo adalah yang paling awal mengadopsi desain lensa internal. Desain ini setara dengan menambahkan tudung ke lensa untuk mencegahnya terpengaruh oleh sinar matahari miring.

Khusus untuk drone kecil, secara umum, flight attitude-nya relatif buruk. Setelah sudut miring lensa dan sikap drone ditumpangkan, cahaya yang menyimpang dapat dengan mudah masuk ke kamera, semakin memperkuat masalah silau.

7、Rute tumpang tindih dan kualitas pemodelan

Menurut pengalaman, untuk memastikan kualitas model, untuk objek apa pun di luar angkasa, yang terbaik adalah menutupi informasi tekstur dari lima kelompok lensa selama penerbangan.

Ini mudah dimengerti. Misalnya, jika kita ingin membangun model 3D dari sebuah bangunan kuno, kualitas pemodelan penerbangan lingkaran harus jauh lebih baik daripada kualitas pengambilan hanya beberapa gambar di empat sisi.

Semakin banyak foto tertutup, semakin banyak informasi spasial dan tekstur yang dikandungnya, dan semakin baik kualitas pemodelannya. Ini adalah arti dari tumpang tindih rute penerbangan untuk fotografi miring.

Tingkat tumpang tindih adalah salah satu faktor kunci yang menentukan kualitas model 3D. Dalam pemandangan umum fotografi miring, tingkat tumpang tindih sebagian besar mengarah ke 80% dan 70% ke samping (data sebenarnya berlebihan).

Sebenarnya, yang terbaik adalah memiliki tingkat tumpang tindih yang sama untuk menyamping, tetapi tumpang tindih ke samping yang terlalu tinggi akan secara drastis mengurangi efisiensi penerbangan (terutama untuk drone sayap tetap), jadi berdasarkan efisiensi , tumpang tindih ke samping umum akan lebih rendah daripada tajuk tumpang tindih.

Tips: Mempertimbangkan efisiensi kerja, tingkat tumpang tindih tidak setinggi mungkin. Setelah melebihi "standar" tertentu, meningkatkan tingkat tumpang tindih memiliki efek terbatas pada model 3D. Menurut umpan balik eksperimental kami, terkadang meningkatkan tumpang tindih sebenarnya akan mengurangi kualitas model. Misalnya, untuk adegan pemodelan resolusi 3 ~ 5cm, kualitas pemodelan tingkat tumpang tindih yang lebih rendah terkadang lebih baik daripada tingkat tumpang tindih yang lebih tinggi.

8、Perbedaan antara tumpang tindih teoritis dan tumpang tindih yang sebenarnya

Sebelum terbang, kami menetapkan 80% heading dan 70% sideways overlap, yang hanya merupakan overlap teoritis. Dalam penerbangan, drone akan terpengaruh oleh aliran udara,dan perubahan sikap akan menyebabkan tumpang tindih yang sebenarnya lebih kecil daripada tumpang tindih teoritis.

Secara umum, apakah itu drone multi-rotor atau sayap tetap, semakin buruk sikap terbangnya, semakin buruk kualitas model 3D. Karena drone multi-rotor atau sayap tetap yang lebih kecil lebih ringan dan ukurannya lebih kecil, mereka rentan terhadap gangguan dari aliran udara eksternal. Sikap terbang mereka umumnya tidak sebaik drone multi-rotor atau sayap tetap menengah / besar, sehingga tingkat tumpang tindih aktual di beberapa area tanah tertentu tidak cukup, yang pada akhirnya mempengaruhi kualitas pemodelan.

9、Kesulitan dalam pemodelan 3D gedung bertingkat

Saat ketinggian bangunan meningkat, kesulitan pemodelan 3D akan meningkat. Salah satunya adalah bahwa bangunan bertingkat tinggi akan meningkatkan risiko penerbangan drone, dan yang kedua adalah bahwa dengan meningkatnya ketinggian bangunan, tumpang tindih bagian-bagian tinggi menurun tajam, menghasilkan kualitas model 3D yang buruk.

1 Pengaruh Peningkatan Tumpang Tindih pada 3D Kualitas Pemodelan Gedung Bertingkat Tinggi

Untuk masalah di atas, banyak pelanggan berpengalaman telah menemukan solusi: meningkatkan tingkat tumpang tindih. Memang, dengan peningkatan derajat tumpang tindih, efek model akan sangat meningkat. Berikut perbandingan percobaan yang kami lakukan:

Melalui perbandingan di atas, kita akan menemukan bahwa: peningkatan derajat tumpang tindih memiliki pengaruh yang kecil terhadap kualitas pemodelan bangunan bertingkat rendah; tetapi memiliki pengaruh besar pada kualitas pemodelan bangunan bertingkat tinggi.

Namun, dengan meningkatnya tingkat tumpang tindih, jumlah foto udara akan meningkat , dan waktu pemrosesan data juga akan meningkat.

2 Pengaruh dari Focal length pada 3D Kualitas Pemodelan Gedung Bertingkat Tinggi

Kami telah membuat kesimpulan seperti itu di konten sebelumnya:Untuk bangunan fasad 3D adegan pemodelan, semakin panjang panjang fokus, semakin buruk pemodelannya kualitas. Namun, untuk pemodelan 3D area bertingkat tinggi, panjang fokus yang lebih panjang diperlukan untuk memastikan kualitas pemodelan. Seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Di bawah kondisi resolusi yang sama dan derajat tumpang tindih, lensa panjang fokus dapat memastikan tingkat tumpang tindih sebenarnya dari atap dan ketinggian terbang yang cukup aman untuk mencapai kualitas pemodelan yang lebih baik dari bangunan bertingkat tinggi.

Misalnya, ketika kamera miring DG4pros digunakan untuk melakukan pemodelan 3D bangunan bertingkat tinggi, tidak hanya dapat mencapai kualitas pemodelan yang baik, tetapi akurasi masih dapat mencapai 1: 500 persyaratan survei kadaster, yang merupakan keuntungan dari fokus panjang lensa panjang.

Kasus: Kasus sukses fotografi miring

10、kamera miring seri RIY-Pros

Untuk mencapai kualitas pemodelan yang lebih baik, di bawah premis resolusi yang sama, perlu untuk memastikan tumpang tindih yang cukup dan bidang pandang yang luas. Untuk wilayah dengan perbedaan ketinggian medan yang besar atau bangunan bertingkat tinggi, panjang fokus lensa juga faktor penting yang mempengaruhi kualitas pemodelan. Berdasarkan prinsip di atas, kamera miring seri Rainpoo RIY-Pros telah membuat tiga pengoptimalan berikut pada lensa:

1 Ubah tata letak lensases

Untuk kamera miring seri Pro, perasaan yang paling intuitif adalah bentuknya berubah dari bulat menjadi persegi. Alasan paling langsung untuk perubahan ini adalah bahwa tata letak lensa telah berubah.

Kelebihan dari layout ini adalah ukuran kamera bisa didesain lebih kecil dan bobotnya bisa relatif lebih ringan. Namun, tata letak ini akan mengakibatkan derajat tumpang tindih lensa miring kiri dan kanan menjadi lebih rendah dibandingkan dengan perspektif depan, tengah, dan belakang: yaitu, area bayangan A lebih kecil dari area bayangan B.

Seperti yang kami sebutkan sebelumnya, untuk meningkatkan efisiensi penerbangan, tumpang tindih ke samping umumnya lebih kecil daripada tumpang tindih heading, dan "tata letak keliling" ini akan semakin mengurangi tumpang tindih ke samping, itulah sebabnya model 3D lateral akan lebih buruk daripada heading 3D model.

Jadi untuk seri RIY-Pros, Rainpoo mengubah tata letak lensa menjadi: tata letak paralel. Seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Tata letak ini akan mengorbankan bagian dari bentuk dan berat, tetapi keuntungannya adalah dapat memastikan tumpang tindih ke samping yang cukup dan mencapai kualitas pemodelan yang lebih baik. Dalam perencanaan penerbangan yang sebenarnya, RIY-Pro bahkan dapat mengurangi beberapa tumpang tindih menyamping untuk meningkatkan efisiensi penerbangan.

2 Sesuaikan sudut miring lenses

Keuntungan dari "tata letak paralel" adalah tidak hanya memastikan tumpang tindih yang cukup, tetapi juga meningkatkan FOV samping dan dapat mengumpulkan lebih banyak informasi tekstur bangunan.

Atas dasar ini, kami juga meningkatkan panjang fokus lensa miring sehingga tepi bawahnya bertepatan dengan tepi bawah tata letak "surround layout" sebelumnya, yang selanjutnya meningkatkan tampilan sudut samping, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut:

Keuntungan dari tata letak ini adalah meskipun sudut lensa miring diubah, itu tidak mempengaruhi efisiensi penerbangan. Dan setelah FOV lensa samping sangat ditingkatkan, lebih banyak data informasi fasad dapat dikumpulkan, dan kualitas pemodelan tentu saja ditingkatkan.

Eksperimen kontras juga menunjukkan bahwa, dibandingkan dengan tata letak lensa tradisional, tata letak seri Pro benar-benar dapat meningkatkan kualitas model 3D menyamping.

Kiri adalah model 3D yang dibuat dengan kamera tata letak tradisional, dan kanan adalah model 3D yang dibuat oleh kamera Pro .

3 Meningkatkan panjang fokus dari lensa miring

Lensa kamera miring RIY-Pro diubah dari “tata letak keliling” tradisional menjadi “tata letak paralel”, dan rasio resolusi titik dekat dengan resolusi titik jauh dari foto yang diambil dengan lensa miring juga akan meningkat.

Untuk memastikan bahwa rasio tidak melebihi nilai kritis, panjang fokus lensa Pro oblique ditingkatkan sebesar 5% ~ 8% dari sebelumnya.

Nama	Riy-DG3 Pro
Berat	710g
Dimensi	13014299.5mm
Jenis sensor	APS-C
ukuran CCD	23.5mm × 15.6mm
Ukuran fisik piksel	3.9um
Jumlah piksel	120MP
Interval waktu paparan minimum	0.8s
Mode eksposur kamera	Paparan Isochronic/Isometrik
Focal length	28mm/43mm
Sumber Daya listrik	Pasokan seragam (Daya dengan drone)
kapasitas memori	640G
Unduhan data dipercepat	80M/dtk
Suhu kerja	-10 °C~+40 °C
Pembaruan firmware	Gratis
tingkat IP	IP43