Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

Chengdu Rainpoo Technology Co., Ltd.

Corporate News

Artikel

Artikel
R & D-lijn van de productserie van Rainpoo

Door de introductie van Hoe de brandpuntsafstand de resultaten van 3D-modellering beïnvloedt, krijgt u een voorlopig inzicht in het verband tussen de brandpuntsafstand en het gezichtsveld. Van het instellen van de vluchtparameters tot het 3D-modelleringsproces, deze twee parameters hebben altijd hun plaats. Dus welk effect hebben deze twee parameters op de resultaten van 3D-modellen? In dit artikel laten we zien hoe Rainpoo het verband ontdekte in het proces van product-R & D en hoe je een balans kunt vinden tussen de tegenstelling tussen vlieghoogte en het resultaat van het 3D-model.

1 、 van D2 tot D3

RIY-D2 is een product speciaal ontwikkeld voor kadastrale onderzoeksprojecten. Het is ook de eerste schuine camera met een neerklapbaar ontwerp met interne lens. D2 heeft een hoge modelleernauwkeurigheid en een goede modelleerkwaliteit, wat geschikt is voor scènemodellering met vlak terrein en niet te hoge verdiepingen. Voor grote drop, complex terrein en topografie (inclusief hoogspanningslijnen, schoorstenen, basisstations en andere hoogbouw) zal de vliegveiligheid van de drone echter een groot probleem zijn.

 

Bij feitelijke operaties hadden sommige klanten geen goede vlieghoogte gepland, waardoor de drone hoogspanningslijnen ophing of het basisstation raakte; Of hoewel sommige drones het geluk hadden de gevaarlijke plekken te passeren, kwamen ze er pas achter dat de drones heel dicht bij de gevaarlijke plekken waren toen ze de luchtfoto's controleerden. Deze gevaren en verborgen gevaren veroorzaken vaak enorme eigendomsverliezen voor klanten.

Een basisstation laat op de foto zien, je kunt zien dat het heel dicht bij de drone is, zeer waarschijnlijk om in te slaan Daarom hebben veel klanten ons suggesties gegeven: kan een schuine camera met lange brandpuntsafstand worden ontworpen om de vlieghoogte van de drone hoger te maken en de vlucht veiliger te maken? Op basis van de behoeften van de klant, gebaseerd op D2, hebben we een versie met lange brandpuntsafstand ontwikkeld met de naam RIY-D3. In vergelijking met D2 kan D3 bij dezelfde resolutie de vlieghoogte van de drone met ongeveer 60% verhogen.

Tijdens de R & D van D3 hebben we altijd gedacht dat een langere brandpuntsafstand een hogere vlieghoogte, betere modelleerkwaliteit en hogere nauwkeurigheid kan hebben. Maar na het eigenlijke werk ontdekten we dat het niet was zoals verwacht, in vergelijking met D2, het 3D-model gebouwd door D3 relatief zwaar was en de werkefficiëntie relatief laag.

Naam Riy-D2 / D3
Gewicht 850 g
Dimensie 190 * 180 * 88 mm
Sensortype APS-C
CMOS een maat 23,5 x 15,6 mm
Fysieke grootte van pixel 3.9um
Totaal aantal pixels 120 MP
Minimaal belichtingstijdinterval 1s
Camera belichtingsmodus Isochronische / isometrische belichting
brandpuntsafstand 20 mm / 35 mm voor D235 mm / 50 mm voor D3
Stroomvoorziening Uniforme levering (Power by drone)
geheugencapaciteit 320G
Het downloaden van gegevens wordt onderbroken ≥70M / s
Werk temperatuur -10 ° C ~ + 40 ° C
Firmware-updates Gratis
IP-tarief IP 43

2 、 De verbinding tussen brandpuntsafstand en modelleerkwaliteit

Het verband tussen de brandpuntsafstand en de modelleerkwaliteit is voor de meeste klanten niet gemakkelijk te begrijpen, en zelfs veel schuine camerafabrikanten denken ten onrechte dat een lens met een lange brandpuntsafstand nuttig is voor de modelleerkwaliteit.

 De feitelijke situatie is hier: op de veronderstelling dat andere parameters hetzelfde zijn, geldt voor de gevel van het gebouw hoe langer de brandpuntsafstand, hoe slechter de gelijkheid van het model. Wat voor soort logische relatie is hierbij betrokken?

In het laatste artikel Hoe de brandpuntsafstand de resultaten van 3D-modellering beïnvloedt we hebben gezegd dat:

Onder de aanname dat andere parameters hetzelfde zijn, heeft de brandpuntsafstand alleen invloed op de vlieghoogte. Zoals te zien is in de bovenstaande afbeelding, zijn er twee verschillende focale lenzen, rood geeft een lange focale lens aan en blauw geeft een korte focale lens aan. De maximale hoek gevormd door de lange focale lens en de wand is α, en de maximale hoek gevormd door de korte focale lens en de wand is β. Duidelijk:

Wat betekent deze "hoek"? Hoe groter de hoek tussen de rand van het gezichtsveld van de lens en de muur, hoe meer horizontaal de lens ten opzichte van de muur. Bij het verzamelen van informatie over gevels van gebouwen kunnen korte focale lenzen muurinformatie meer horizontaal verzamelen, en de 3D-modellen die erop zijn gebaseerd, kunnen de textuur van de gevel beter weergeven. Daarom geldt voor scènes met gevels: hoe korter de brandpuntsafstand van de lens, hoe rijker de verzamelde gevelinformatie en hoe beter de modelleerkwaliteit.

 

Voor gebouwen met dakranden, onder de voorwaarde van dezelfde grondresolutie, hoe langer de brandpuntsafstand van de lens, hoe hoger de vlieghoogte van de drone, hoe meer blinde vlekken onder de dakrand, hoe slechter de kwaliteit van het model zal zijn. Dus in dit scenario kan de D3 met een lens met een langere brandpuntsafstand niet concurreren met D2 met een lens met een kortere brandpuntsafstand.

3 、 De tegenstelling tussen de vlieghoogte van de drone en de kwaliteit van het 3D-model

Volgens de logische verbinding van de brandpuntsafstand en de kwaliteit van het model, als de brandpuntsafstand van de lens kort genoeg is en de FOV-hoek groot genoeg, is er helemaal geen camera met meerdere lenzen nodig. Een supergroothoeklens (fish-eye-lens) kan de informatie van alle richtingen verzamelen. Zoals hieronder getoond:

 

Is het niet prima om de brandpuntsafstand van de lens zo kort mogelijk te ontwerpen?

Om nog maar te zwijgen over het probleem van grote vervorming veroorzaakt door de ultrakorte brandpuntsafstand. Als de brandpuntsafstand van de ortholens van een schuine camera 10 mm is en de gegevens worden verzameld met een resolutie van 2 cm, is de vlieghoogte van de drone slechts 51 meter.

 Het is duidelijk dat als de drone is uitgerust met een schuine camera die op deze manier is ontworpen om klussen te klaren, het zeker gevaarlijk zal zijn.

PS: Hoewel de ultragroothoeklens in beperkte mate scènes gebruikt bij het modelleren van schuine fotografie, heeft deze praktische betekenis voor Lidar-modellering. Eerder had een beroemd Lidar-bedrijf met ons gecommuniceerd in de hoop dat we een luchtcamera met groothoeklens zouden ontwerpen, gemonteerd met de Lidar, voor de interpretatie van grondobjecten en het verzamelen van textuur.

4 、 van D3 tot DG3

De R&D van D3 deed ons beseffen dat voor schuine fotografie de brandpuntsafstand niet monotoon lang of kort kan zijn. De lengte hangt nauw samen met de kwaliteit van het model, de efficiëntie van het werken en de hoogte van de vlucht. Dus bij de R & D-lens is de eerste vraag die je moet overwegen: hoe stel je de brandpuntsafstanden van lenzen in?

Hoewel het korte brandpunt een goede modelleerkwaliteit heeft, maar de vlieghoogte laag is, is het niet veilig voor de vlucht van een drone. Om de veiligheid van drones te garanderen, moet de brandpuntsafstand langer worden ontworpen, maar een langere brandpuntsafstand zal de werkefficiëntie en de kwaliteit van het model beïnvloeden. Er is een zekere tegenstrijdigheid tussen de vlieghoogte en de 3D-modelleerkwaliteit. We moeten een compromis zoeken tussen deze tegenstrijdigheden.

Dus na D3 hadden we, op basis van onze uitgebreide overweging van deze tegenstrijdige factoren, de DG3 schuine camera ontwikkeld. DG3 houdt rekening met zowel de 3D-modelleringskwaliteit van D2 als de vlieghoogte van D3, terwijl het ook een warmtedissipatie- en stofverwijderingssysteem toevoegt, zodat het ook op fixed-wing of VTOL-drones kan worden gebruikt. DG3 is de meest populaire schuine camera voor Rainpoo, het is ook de meest gebruikte schuine camera op de markt.

Naam Riy-DG3
Gewicht 650 g
Dimensie 170 * 160 * 80 mm
Sensortype APS-C
CCD-formaat 23,5 x 15,6 mm
Fysieke grootte van pixel 3.9um
Totaal aantal pixels 120 MP
Minimaal belichtingstijdinterval 0,8 s
Camera belichtingsmodus Isochronische / isometrische belichting
brandpuntsafstand 28 mm / 40 mm
Stroomvoorziening Uniforme levering (Power by drone)
geheugencapaciteit 320 / 640G
Het downloaden van gegevens wordt onderbroken ≥80M / s
Werk temperatuur -10 ° C ~ + 40 ° C
Firmware-updates Gratis
IP-tarief IP 43

5 、 van DG3 naar DG3Pros

De schuine camera uit de RIY-Pro-serie kan een betere modelleerkwaliteit bereiken. Dus welk speciaal ontwerp hebben Pro's in lenslay-out en brandpuntsafstand? In dit nummer zullen we doorgaan met het introduceren van de ontwerplogica achter de Pros-parameters.

6 、 schuine lenshoek en modellering kwaliteit

De vorige inhoud vermeldde een dergelijke weergave: hoe korter de brandpuntsafstand, hoe groter de kijkhoek, hoe meer informatie over de gevel van het gebouw kan worden verzameld en hoe beter de kwaliteit van het model.

 Naast het instellen van een redelijke brandpuntsafstand kunnen we natuurlijk ook op een andere manier het modelleereffect verbeteren: vergroot direct de hoek van de schuine lenzen, die ook meer overvloedige gevelinformatie kunnen verzamelen.

 

Maar hoewel het instellen van een grotere schuine hoek de kwaliteit van het model kan verbeteren, zijn er in feite ook twee bijwerkingen:

 

1: Werkefficiëntie wordt verminderd. Met de toename van de schuine hoek zal ook de uitzetting van de vliegroute aanzienlijk toenemen. Wanneer de schuine hoek groter is dan 45 °, zal de vluchtefficiëntie sterk afnemen.

Bijvoorbeeld, de professionele luchtcamera Leica RCD30, de schuine hoek is slechts 30 °, een van de redenen voor dit ontwerp is om de werkefficiëntie te vergroten.

2: Als de schuine hoek te groot is, zal zonlicht gemakkelijk de camera binnendringen en verblinding veroorzaken (vooral in de ochtend en middag van een wazige dag). De schuine camera van Rainpoo is de eerste die het ontwerp met interne lens gebruikt. Dit ontwerp komt overeen met het toevoegen van een zonnekap aan de lenzen om te voorkomen dat deze wordt beïnvloed door het schuine zonlicht.

Vooral voor kleine drones is hun vlieghouding over het algemeen relatief slecht. Nadat de schuine hoek van de lens en de houding van de drone over elkaar heen zijn gelegd, kan strooilicht gemakkelijk de camera binnendringen, waardoor het probleem van verblinding nog groter wordt.

7 、 Overlap van routes en kwaliteit van het model

Om de kwaliteit van het model te waarborgen, is het volgens ervaring het beste om de textuurinformatie van de vijf groepen lenzen tijdens de vlucht te bedekken.

 Dit is gemakkelijk te begrijpen. Als we bijvoorbeeld een 3D-model van een oud gebouw willen bouwen, moet de modelleerkwaliteit van de cirkelvlucht veel beter zijn dan de kwaliteit van het maken van slechts een paar foto's aan vier zijden.

Hoe meer foto's bedekt zijn, hoe meer ruimtelijke en textuurinformatie het bevat en hoe beter de modelleerkwaliteit. Dit is de betekenis van overlapping van vliegroutes voor schuine fotografie.

De mate van overlap is een van de belangrijkste factoren die de kwaliteit van het 3D-model bepalen. In de algemene scène van schuine fotografie is het overlappingspercentage meestal 80% in de richting en 70% zijwaarts (de feitelijke gegevens zijn overbodig).

In feite is het zeker het beste om dezelfde mate van overlap te hebben voor zijwaartse overlapping, maar een te hoge zijwaartse overlap zal de vluchtefficiëntie drastisch verminderen (vooral voor drones met vaste vleugels), dus op basis van efficiëntie zal de algemene zijwaartse overlap lager zijn dan de kop overlappen.

 

Tips: gezien de werkefficiëntie is de mate van overlapping niet zo hoog mogelijk. Na het overschrijden van een bepaalde "norm" heeft het verbeteren van de mate van overlapping een beperkt effect op het 3D-model. Volgens onze experimentele feedback zal het vergroten van de overlap soms de kwaliteit van het model verminderen. Voor een modelleringsscène met een resolutie van 3 ~ 5 cm is bijvoorbeeld de modelleerkwaliteit van een lagere overlappingsgraad soms beter dan de hogere overlappingsgraad.

8 、 Het verschil tussen theoretische overlap en werkelijke overlap

Voor de vlucht stellen we 80% koers en 70% zijwaartse overlap in, wat slechts de theoretische overlap is. Tijdens de vlucht wordt de drone beïnvloed door de luchtstroom,en de verandering in houding zal ervoor zorgen dat de werkelijke overlap kleiner is dan de theoretische overlap.

Over het algemeen geldt: of het nu een drone met meerdere rotors of een vaste vleugel is, hoe slechter de vlieghouding, hoe slechter de kwaliteit van het 3D-model. Omdat de kleinere drones met meerdere rotors of vaste vleugels lichter en kleiner zijn, zijn ze gevoelig voor interferentie van externe luchtstroom. Hun vlieghouding is over het algemeen niet zo goed als die van middelgrote / grote drones met meerdere rotors of vaste vleugels, waardoor de feitelijke mate van overlapping in een bepaald grondgebied niet voldoende is, wat uiteindelijk de kwaliteit van het model beïnvloedt.

9 、 Moeilijkheden bij 3D-modellering van hoogbouw

Naarmate de hoogte van het gebouw toeneemt, zal de moeilijkheid van 3D-modellering toenemen. Een daarvan is dat de hoogbouw het risico op de vlucht van de drone vergroot, en de tweede is dat naarmate de hoogte van het gebouw toeneemt, de overlap van de hoogbouwdelen sterk afneemt, wat resulteert in een slechte kwaliteit van het 3D-model.

1 De invloed van toenemende overlap op 3D Modellering van kwaliteit van hoogbouw

Voor het bovenstaande probleem hebben veel ervaren klanten een oplossing gevonden: vergroot de mate van overlap. Inderdaad, met de toename van de mate van overlap, zal het modeleffect aanzienlijk worden verbeterd. Het volgende is een vergelijking van de experimenten die we hebben gedaan:

Door bovenstaande vergelijking zullen we zien dat: de toename van de mate van overlap weinig invloed heeft op de modelleerkwaliteit van laagbouw; maar heeft grote invloed op de modelleerkwaliteit van hoogbouw.

Naarmate de mate van overlapping echter toeneemt, zal het aantal luchtfoto's toenemen en zal ook de tijd voor gegevensverwerking toenemen.

2 De invloed van brandpuntsafstand Aan 3D Modellering van kwaliteit van hoogbouw

We hebben zo'n conclusie getrokken in de vorige inhoud:Voor gevel gebouw 3D bij het modelleren van scènes, hoe langer de brandpuntsafstand, hoe slechter de modellering kwaliteit. Voor de 3D-modellering van hoogbouwgebieden is echter een langere brandpuntsafstand vereist om de modelleerkwaliteit te waarborgen. Zoals hieronder getoond:

Bij dezelfde resolutie en overlappingsgraad kan de lens met lange brandpuntsafstand zorgen voor de daadwerkelijke mate van overlapping van het dak en een voldoende veilige vlieghoogte om een ​​betere modelleerkwaliteit van hoogbouw te bereiken.

Wanneer de DG4pros schuine camera bijvoorbeeld wordt gebruikt om 3D-modellering van hoogbouw te doen, kan deze niet alleen een goede modelleerkwaliteit bereiken, maar kan de nauwkeurigheid nog steeds 1: 500 kadastraal onderzoekseisen bereiken, wat het voordeel is van het lange brandpunt. lengte lenzen.

Geval: Een succesgeval van schuine fotografie

10 、 RIY-Pros-serie schuine camera's

Om een ​​betere modelleerkwaliteit te bereiken, onder het uitgangspunt van dezelfde resolutie, is het noodzakelijk om voor voldoende overlap en de grote gezichtsvelden te zorgen. Voor gebieden met grote terreinhoogteverschillen of hoogbouw is ook de brandpuntsafstand van de lens een belangrijke factor die de kwaliteit van het model beïnvloedt. Op basis van de bovenstaande principes hebben Rainpoo RIY-Pros serie schuine camera's de volgende drie optimalisaties op de lens gemaakt:

1 Verander de lay-out van de lenses

Voor schuine camera's uit de Pros-serie is het meest intuïtieve gevoel dat de vorm verandert van rond in vierkant. De meest directe reden voor deze wijziging is dat de lay-out van de lenzen is veranderd.

Het voordeel van deze indeling is dat het cameragrootte kleiner kan worden ontworpen en het gewicht relatief lichter. Deze lay-out zal er echter toe leiden dat de overlappingsgraad van de linker en rechter schuine lenzen lager is dan die van de voor-, midden- en achterperspectieven: dat wil zeggen, het gebied van schaduw A is kleiner dan het gebied van schaduw B.

Zoals we eerder vermeldden, om de vluchtefficiëntie te verbeteren, is de zijwaartse overlap over het algemeen kleiner dan de kopoverlap, en deze "surround layout" zal de zijwaartse overlapping verder verminderen, daarom zal het laterale 3D-model slechter zijn dan de kop 3D model.

Dus voor de RIY-Pros-serie heeft Rainpoo de lay-out van de lenzen gewijzigd in: parallelle lay-out. Zoals hieronder getoond:

Deze lay-out zal een deel van de vorm en het gewicht opofferen, maar het voordeel is dat het kan zorgen voor voldoende zijwaartse overlap en een betere modelleerkwaliteit kan bereiken. Bij de daadwerkelijke vluchtplanning kunnen RIY-Pro's zelfs enige zijwaartse overlap verminderen om de vluchtefficiëntie te verbeteren.

2 Pas de hoek van de schuin lenses

Het voordeel van de "parallelle lay-out" is dat het niet alleen zorgt voor voldoende overlap, maar ook het zij-FOV vergroot en meer textuurinformatie van gebouwen kan verzamelen.

Op basis hiervan hebben we ook de brandpuntsafstand van de schuine lenzen vergroot, zodat de onderrand samenviel met de onderrand van de vorige 'surroundlay-out'-indeling, waardoor het zijaanzicht van de hoek verder werd vergroot, zoals weergegeven in de volgende afbeelding:

Het voordeel van deze lay-out is dat hoewel de hoek van schuine lenzen wordt gewijzigd, dit de vluchtefficiëntie niet beïnvloedt. En nadat het gezichtsveld van zijlenzen sterk is verbeterd, kunnen er meer gegevens over gevelinformatie worden verzameld en is de kwaliteit van het model natuurlijk verbeterd.

Contrastexperimenten tonen ook aan dat, in vergelijking met de traditionele lay-out van de lenzen, de lay-out van de Pros-serie de zijwaartse kwaliteit van 3D-modellen echt kan verbeteren.

Links is het 3D-model gebouwd door de traditionele lay-outcamera en rechts is het 3D-model gebouwd door de Pros-camera.

3 Vergroot de brandpuntsafstand van de schuine lenzen

 

De schuine cameralenzen van RIY-Pro zijn veranderd van de traditionele "surround layout" naar een "parallelle layout", en de verhouding van de near-point resolutie tot de far-point resolutie van de foto's gemaakt door schuine lenzen zal ook toenemen.

 

Om ervoor te zorgen dat de ratio de kritische waarde niet overschrijdt, wordt de brandpuntsafstand van Pro's schuine lenzen vergroot met 5% ~ 8% dan voorheen.

Naam Riy-DG3 Pros
Gewicht 710 g
Dimensie 130 * 142 * 99,5 mm
Sensortype APS-C
CCD-formaat 23,5 x 15,6 mm
Fysieke grootte van pixel 3.9um
Totaal aantal pixels 120 MP
Minimaal belichtingstijdinterval 0,8 s
Camera belichtingsmodus Isochronische / isometrische belichting
brandpuntsafstand 28 mm / 43 mm
Stroomvoorziening Uniforme levering (Power by drone)
geheugencapaciteit 640G
Het downloaden van gegevens wordt onderbroken ≥80M / s
Werk temperatuur -10 ° C ~ + 40 ° C
Firmware-updates Gratis
IP-tarief IP 43