Modelado tridimensional y aplicación de fotografía oblicua con drones (registros de reuniones de intercambio compartido)
La ventaja de la fotografía oblicua, o lo que resulta más atractivo para los usuarios, es que la fotografía oblicua se puede utilizar para construir modelos tridimensionales de alta definición, totalmente automáticos, de alta eficiencia y precisión. diversos elementos de la superficie terrestre.
El título "Modelado 3D y aplicación de fotografía oblicua de UAV" tiene cuatro significados: el primero es UAV, el segundo es fotografía oblicua, el tercero es modelado 3D y el cuarto es aplicación de modelo 3D.
》Los cuatro aspectos anteriores son los contenidos más importantes en el sistema de tecnología de fotografía oblicua. Es necesario realizar la investigación necesaria sobre cada aspecto para promover mejor el progreso y la aplicación de la tecnología de fotografía oblicua.
》La calidad del modelo 3D de fotografía oblicua depende principalmente de dos factores: uno es la calidad de la imagen (resolución del fondo de la imagen y claridad de la imagen), y el otro es el número de fotos (cobertura fotográfica de la misma). área).
》A partir del efecto de modelado real, para obtener un modelo tridimensional completo, claro y utilizable para mediciones de alta precisión, la resolución de la imagen oblicua en el área de construcción debe ser 2-3 cm, y el área general debe ser de 5 a 6 cm, la superposición de cobertura promedio de las fotografías debe ser superior a 30 grados. (Nota: esto puede simplemente resumir parte de la experiencia del proyecto. La precisión específica depende de los requisitos del proyecto)
》Por lo tanto, se prefieren los drones multirrotor para fotografías oblicuas en áreas de construcción, y se pueden seleccionar drones pequeños para Fotografía oblicua en áreas generales. Despegue y aterrizaje vertical de vehículos aéreos no tripulados de ala fija.
La empresa investiga, participa en el desarrollo y utiliza una variedad de drones multirrotor. Debido a indicadores de carga insuficientes, los UAV de cuatro rotores tienen poca confiabilidad y no cumplen con los requisitos de la aplicación. Los UAV de seis rotores a menudo tienen fallas no humanas durante las operaciones de vuelo de alta frecuencia, lo que resulta en accidentes o daños y falta de confiabilidad; Los UAV de rotor no tienen La máquina humana tiene cierta redundancia de energía y confiabilidad de vuelo, lo que puede mejorar la seguridad y continuidad de las operaciones. Se recomienda su uso.
El peso de despegue del UAV de ocho rotores debe ser inferior a 7 kilogramos y el alcance operativo debe ser de 20 minutos. Utilizando una cámara inclinable de doble lente con teleobjetivo, cada vuelo puede alcanzar 2 centímetros. fotografías de resolución de un área efectiva de 0,3 kilómetros cuadrados. Aproximadamente 900 hojas.
(Nota: la selección y el uso de aeronaves no es absoluto, se trata más bien de elegir las herramientas adecuadas según el entorno geográfico específico)
Fotografía oblicua de vehículos aéreos no tripulados de ala fija. Los requisitos básicos son vuelo a baja altitud, crucero a baja velocidad, radio de giro pequeño, fácil operación y despegue y aterrizaje cercanos.
El uso de drones de ala fija propulsados por combustible para fotografía aérea convencional tiene una alta eficiencia de vuelo y un buen rendimiento, pero requiere un alto uso y mantenimiento y es costoso.
En los últimos dos años, se han introducido en el mercado drones eléctricos/híbridos de ala fija de despegue y aterrizaje vertical, con mejoras significativas en facilidad de uso, precio unitario y rendimiento técnico, lo que hace oblicuo La tecnología de fotografía es más popular. Desempeña un papel en el modelado tridimensional de un área más grande, mejorando efectivamente la eficiencia operativa del vuelo fotográfico oblicuo.
Teniendo en cuenta factores integrales como la fácil operación, el mantenimiento sencillo, el transporte conveniente y el bajo precio de un solo avión, se recomienda utilizar drones eléctricos de ala fija de despegue y aterrizaje vertical para transportar realizar vuelos fotográficos oblicuos en áreas generales.
》El UAV eléctrico de ala fija de despegue y aterrizaje vertical tiene una carga útil de 1 a 2 kg, un tiempo de vuelo de 60 a 90 minutos, una altitud relativa de vuelo de aproximadamente 300 metros y una imagen resolución terrestre de 5 cm. (Dependiendo del modelo de avión específico)
》La cámara inclinable fija de cinco lentes es uno de los equipos comúnmente utilizados para la fotografía inclinada de UAV. Continúa la estructura tradicional de cinco lentes utilizada originalmente en aviones tripulados.
》Sin embargo, pocas personas han estudiado los principios y técnicas de por qué se deben usar cinco cámaras al mismo tiempo para la fotografía oblicua. Solo pueden decir: "Otros lo hacen de esta manera, y debe haber una". razón para ello. Lo seguiré." Eso es todo ".
Las principales conclusiones de los experimentos de fotografía oblicua que utilizan diferentes números de cámaras para simular una estructura de cinco cámaras son las siguientes:
1) El efecto de modelado no tiene nada que ver con el número de cámaras, sino con la número de fotos y el intervalo de vuelo de las pistas adyacentes;
2) No es necesaria una cámara de vista superior porque la imagen real proyectada se genera mediante la proyección ortográfica del modelo tridimensional. La función de la cámara cenital es similar a la de otras cámaras azimutales;
3) El ángulo de la cámara de inclinación está entre 20 y 30 grados. La tasa de aislamiento de una cámara colocada en un ángulo de inclinación de 45 grados en el borde de la foto es demasiado baja;
4) El sistema de cámara inclinable que utiliza cámaras duales y una estructura oscilante trifásica es el más combinación rentable.
El sistema de fotografía con inclinación y giro de doble lente solo utiliza dos cámaras para lograr el efecto de una cámara fija de cinco lentes. El sistema tiene una estructura simple, bajo costo, peso liviano y fácil de mantener. y uso. Es la mejor primera opción para el sistema de fotografía con inclinación de drones multirrotor.
》El sistema de fotografía 2D con inclinación oscilante y doble lente ultraligero de Aerospace Vision consta de dos cámaras en miniatura de una sola lente y un cabezal oscilante 2D, con un peso total de 1,2 kg.
》El tamaño del sensor de la cámara no debe ser menor que APS-C y el número de píxeles debe ser superior a 24 millones.
Si se utiliza un dron multirotor y un sistema de fotografía oblicua de doble lente para realizar fotografías oblicuas con una resolución de 2 cm en un área densamente construida, los requisitos básicos para el diseño de rutas son los siguientes:
1 ) La partición de fotografía aérea debe ser lo más rectangular posible, la ruta debe disponerse a lo largo del lado largo del área rectangular, la distancia de vuelo real debe exceder el rango de la misión en 1 altura de vuelo y el terreno la diferencia de altura dentro de la partición debe ser inferior a la mitad de la altura del vuelo;
2) El número de rutas debe ser un número par y el número de píxeles debe ser superior a 24 millones. > 2) El número de rutas es un número par y no inferior a 6, y la longitud máxima de una única ruta se calcula como el 40% del alcance efectivo del UAV multirrotor
3) La altura relativa se diseña como un promedio de 100 metros, y la subzona de fotografía aérea Cuando en su interior existan edificios de más de 30 metros, la altura relativa mínima se calcula como 100 metros más la altura del edificio
Si se utilizan cámaras duales y drones de ala fija para realizar fotografías oblicuas con una resolución de 5 cm en un área común, los requisitos básicos para la ruta El diseño es el siguiente:
1) La subárea de fotografía aérea debe ser lo más rectangular posible y las rutas deben trazarse en forma de cuadrícula (volando en cruz) a lo largo de los lados largo y corto. del área rectangular La distancia de vuelo real debe ser mayor que la misión. El rango es de 1 velocidad y el subárea se divide por 1 velocidad.
2) El número de rutas debe ser par y no menor a 6. La longitud máxima de una sola ruta debe diseñarse en base al 40% del tiempo de autonomía efectiva del UAV, y la longitud máxima debe no exceder los 5500 metros;
3 ) La altura relativa está diseñada de acuerdo con el 40% del tiempo de autonomía efectiva del UAV, y la longitud máxima de una sola ruta no excede los 5000 metros;
4) La altitud de vuelo está diseñada de acuerdo con el 40% del tiempo de autonomía efectiva del UAV, y la longitud máxima de una sola ruta no supera los 5.000 metros.
5) La altitud de vuelo se diseña en función del 40% del tiempo de autonomía efectiva del dron, y la longitud máxima de una única ruta no supera los 5.000 metros. La altura relativa está diseñada para ser un promedio de 300 metros, y la altura relativa mínima debe ser más de 100 metros mayor que el contenido de área de otras estructuras. (Nota: dependiendo de los parámetros de la cámara y las condiciones específicas, la longitud máxima es más de 5500 metros;
3) La altura relativa promedio está diseñada para ser de 300 metros y la altura relativa mínima debe ser de 100 metros. más alto que otros edificios en el área de tiro arriba. (Nota: depende de los parámetros de la cámara y del entorno específico)
Cada subárea de fotografía aérea debe tener un diseño de ruta unificado, utilizar el mismo archivo de diseño de ruta para eliminar rutas redundantes y determinar los parámetros de vuelo de cada archivo de vuelo.
》Las operaciones de campo deben estar equipadas con al menos 10 juegos de baterías o con un generador portátil para la carga en el sitio para mejorar la eficiencia de la operación.
El punto de aterrizaje del dron debe estar lo más cerca posible del área de disparo para reducir la distancia de vuelo no válida.
》Configuración del Equipo de Operación 123: 1 vehículo todoterreno, 2 drones multirrotor, 3 miembros del equipo (personal de tierra, piloto, asistente).
》La precisión del modelado del modelo 3D de fotografía oblicua está directamente relacionada con la resolución de la imagen, que generalmente es de alrededor de 1:3.
La precisión de la medición del plano y la precisión de la medición de la elevación relativa del modelo 3D de fotografía oblicua son básicamente las mismas.
》Si la resolución de la imagen es de 2 cm, la precisión del modelado del modelo tridimensional es generalmente de 5 a 10 cm, y la precisión de medición correspondiente también está dentro de los 10 cm, lo que equivale a la precisión de los puntos de medición de campo. y precisión del mapa topográfico mucho mayor que 1:500.
Si la resolución de la imagen es de 5 cm, la precisión de modelado del modelo 3D es generalmente de 15 a 20 cm, y la precisión de medición correspondiente también está dentro de los 20 cm, que es mayor que la precisión de 1: 1000 mapas topográficos.
"La aparición de drones y varios pequeños sistemas de fotografía oblicua ha proporcionado una gran comodidad para la recopilación de datos de imágenes oblicuas. El cuello de botella en la recopilación de datos se ha solucionado y el costo se irá reduciendo gradualmente.
》Los avances en grupos de computadoras, GPU y tecnología de software de modelado 3D de imágenes oblicuas mejorarán en gran medida la eficiencia del modelado 3D
》En lo que respecta a la situación actual, el modelado 3D de fotografía oblicua Los drones. Los sistemas de fotografía oblicua, los grupos de computadoras y el software de modelado tridimensional involucrados en el trabajo pueden cumplir con los requisitos para la recopilación de imágenes oblicuas por lotes y el procesamiento de modelado tridimensional, y básicamente cumplen con las condiciones de ingeniería y escala.
La tecnología de fotografía oblicua y sus métodos de operación con drones están comenzando a tomar forma, haciendo que la reconstrucción tridimensional completa del mundo real sea eficiente y factible.
El uso principal de la fotografía oblicua en topografía y cartografía es. para establecer rápidamente información detallada. El modelo de superficie tridimensional reemplaza el modelado manual tradicional y los métodos de modelado de "escaneo láser de imagen oblicua".
》No es apropiado comparar la fotografía oblicua con la fotogrametría tradicional, especialmente no. discuten sobre las ventajas y desventajas de las dos tecnologías. Los investigadores realizaron investigaciones desde diferentes direcciones, de diferentes maneras y con diferentes propósitos. Solo se superponen en los resultados de la reconstrucción del modelo tridimensional objetivo.
》. La fotografía oblicua y la fotogrametría son "bidireccionales".
Poder obtener modelos tridimensionales detallados y resultados de medición sin observación manual es el "punto fatal" de la fotografía oblicua. Este es también el objetivo. que la fotogrametría ha estado persiguiendo durante décadas.
El modelo tridimensional construido mediante fotografía oblicua puede reemplazar la observación manual en fotogrametría aérea, logrando una mayor precisión y un modelado automático más rápido y una topografía inteligente.
Estos cambios serán inevitables y tendrán un profundo impacto en las tecnologías, productos, mercados, usuarios, aplicaciones y modelos de negocio existentes.
》No utilice métodos y estándares de fotogrametría tradicionales para medir la tecnología de fotografía oblicua. resultados El único método factible debería ser utilizar los resultados para comparar y probar.
El desarrollo y promoción de la tecnología de fotografía oblicua no solo expande la información espacial de dos dimensiones a tres dimensiones, sino que, lo que es más importante, trae cambios.
》El modelo tridimensional y la plataforma de servicio de información espacial tridimensional construida mediante fotografía oblicua se convertirán en el soporte de información espacial básico para las aplicaciones industriales.
El modelado tridimensional de fotografía oblicua se utilizará comúnmente en el futuro. El método de modelado y topografía tridimensional es un modelo de innovación disruptivo en el campo de la topografía y la cartografía. El rápido desarrollo de la tecnología de fotografía oblicua con drones hace posible la "topografía y cartografía universales, la topografía y cartografía bajo demanda y la topografía y cartografía dinámicas"
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》No es aconsejable enfatizar demasiado y. perseguir la confiabilidad de la plataforma de drones. Se debe considerar la rentabilidad del sistema de fotografía oblicua y de drones como herramienta de recopilación de datos, y debe ser fácil de usar, fácil de mantener, fácil de transportar y de bajo precio. /p>
De hecho, mientras sea un dron, tarde o temprano se estrellará. Si el precio del "pollo frito" es un automóvil Mercedes-Benz, ni la unidad ni el piloto están dispuestos a soportarlo. pérdidas.
Esperamos que el precio de mercado del "sistema de fotografía de inclinación UAV" que cumple con los requisitos de operaciones a gran escala pueda ser inferior a 100.000 yuanes. Esperamos que los fabricantes de drones y los fabricantes de sistemas de fotografía oblicua puedan lograr avances en términos de estructura, tecnología, repuestos, costos, etc.
》La fotogrametría tradicional y la tecnología de fotografía oblicua son un juego bidimensional y tridimensional. Al final, lo tridimensional ganará el juego. En la actualidad, la fotografía oblicua todavía se encuentra en la etapa de promoción, limitada principalmente por los puntos de aplicación actuales y los estándares de la industria.
》La tecnología y los efectos de la fotografía oblicua no son perfectos y todavía están en constante experimentación y evolución. El flujo de trabajo tradicional y los estándares de entrega de productos no se pueden cambiar en uno o dos años.
》Para los usuarios, los usuarios no deben esperar ahorrar dinero con la tecnología de fotografía aérea. En cambio, puede requerir una inversión adicional. Si lo tienes, puedes mantenerte al día, dedicar un tiempo a estudiar y tendrás una base, si no, no importa, siempre hay gente que quiere quedarse atrás, y las hay; Siempre hay algunas empresas que quieren quedarse atrás.
》Datos, plataforma y servicio son los tres contenidos principales de la futura industria de la información geográfica. La tendencia es la intensificación de la producción de datos y la integración de servicios de aplicaciones.
》El contenido de los datos se ampliará desde el plano bidimensional a la integración del espacio tridimensional "sobre el suelo, interior-exterior", y se agregará la dimensión del tiempo.
Quien domine los datos 3D ocupará las alturas dominantes de la industria 3D.
La información geográfica tridimensional refinada, mensurable, realista, de alta precisión, orientada a objetos, de rápida actualización y personalizable se convertirá en el soporte básico para las aplicaciones industriales y los servicios públicos.
》En la era del big data y las ciudades inteligentes, el 3D holográfico se convertirá en un arma poderosa para que la industria de la información geográfica sirva a las ciudades inteligentes y a la era del big data.
En lo que respecta a la aplicación de la fotografía oblicua, todo el mundo es un novato y los ignorantes no tienen miedo. La diferencia entre lo alto y lo bajo depende principalmente del pensamiento, la práctica y la experiencia.
En lo que respecta a la tecnología de fotografía oblicua, los expertos tienen más conocimientos previos que nosotros y los expertos tienen más experiencia práctica que nosotros. Sólo así podemos lograr resultados.
》La fotografía oblicua es solo un método fotográfico. Lo importante es que la tecnología de visión por computadora utiliza una cantidad suficiente y una superposición suficiente de imágenes oblicuas para lograr la reconstrucción tridimensional, formando así tecnología de fotografía oblicua o tecnología de fotogrametría oblicua. .
Para los usuarios, el foco debe estar en el modelo tridimensional que se ha obtenido, sin prestar demasiada atención al equipamiento de adquisición y a los detalles técnicos que hay detrás.
》En la actualidad, no existe en China ningún software de procesamiento de grupos de modelado 3D para imágenes oblicuas.
》Falta OSGB nacional y otro software que agrupe directamente la producción y edición de datos 3D (no disponible en el extranjero).
》Falta de herramientas de software orientadas a objetos para el procesamiento por lotes inteligente de datos 3D.
》Existen muchas dificultades técnicas en el almacenamiento, gestión, publicación y aplicación de modelos 3D de imágenes oblicuas masivas.
》La mayoría de los sistemas de aplicaciones de los usuarios no pueden aceptar ni utilizar el modelo 3D generado por fotografía oblicua.
Como resultado, los modelos 3D de fotografía oblicua han sido etiquetados como "poco prácticos".