Hvordan brennvidde påvirker 3D-modelleringsresultater

1. Introduksjon

For skråfotografering er det fire scener som er svært vanskelige å bygge 3D-modeller:

Den reflekterende overflaten som ikke kan gjenspeile den virkelige teksturinformasjonen til objektet. For eksempel vannoverflate, glass, store flate bygninger med enkel tekstur.

Saktegående objekter. For eksempel biler i kryss

Scener der funksjonspunktene ikke kan matches eller de matchende funksjonspunktene har store feil, for eksempel trær og busker.

Hule komplekse bygninger. Slik som rekkverk, basestasjoner, tårn, ledninger, etc.

For scener av type 1 og 2, uansett hvordan kvaliteten på de originale dataene skal forbedres, vil ikke 3D-modellen forbedres uansett.

For type 3 og type 4 scener, i faktiske operasjoner, kan du forbedre 3D-modellkvaliteten ved å forbedre oppløsningen, men det er fortsatt veldig enkelt å ha tomrom og hull i modellen, og arbeidseffektiviteten vil være svært lav.

I tillegg til de ovennevnte spesialscenene, i 3D-modelleringsprosessen, er det vi legger mer vekt på 3D-modellkvaliteten til bygningene. På grunn av problemene knyttet til innstilling av flyparametere, lysforholdene, datainnsamlingsutstyr, 3D-modelleringsprogramvare, etc., er det også lett å få bygningen til å vise: spøkelse, tegning, smelting, dislokasjon, deformasjon, adhesjon, etc. .

Selvfølgelig kan de ovennevnte problemene også forbedres ved å modifisere 3D-modeller. Men hvis du ønsker å utføre storskala modellmodifikasjonsarbeid, vil kostnadene for penger og tid være veldig store.

3D-modell før modifikasjon

3D-modell etter modifikasjon

Som en FoU-produsent av skråkameraer, tenker Rainpoo fra datainnsamlingsperspektivet:

Hvordan designe et skråkamera for å forbedre kvaliteten på 3D-modellen uten å øke overlappingen av flyruten eller antall bilder?

2、Hva er brennvidde

Objektivets brennvidde er en svært viktig parameter. Den bestemmer størrelsen på motivet på bildemediet, som tilsvarer skalaen til objektet og bildet. Når du bruker et digitalt stillkamera (DSC), er sensorene hovedsakelig CCD og CMOS. Når en DSC brukes i luftundersøkelse, bestemmer brennvidden bakkesamplingsavstanden (GSD).

Når du fotograferer det samme objektet på samme avstand, bruk et objektiv med lang brennvidde, bildet av dette objektet er stort, og objektivet med kort brennvidde er lite.

Brennvidden bestemmer størrelsen på objektet i bildet, visningsvinkelen, dybdeskarpheten og perspektivet til bildet. Avhengig av applikasjonen kan brennvidden være svært forskjellig, alt fra noen få mm til noen få meter. Generelt, for flyfotografering, velger vi, vi velger brennvidden i området 20 mm ~ 100 mm.

3、Hva er FOV

I den optiske linsen kalles vinkelen som dannes av linsens senterpunkt som apex og det maksimale området for bildet av objektet som kan passere gjennom linsen synsvinkelen. Jo større FOV, jo mindre er den optiske forstørrelsen. I termer, hvis målobjektet ikke er innenfor FOV, vil lyset som reflekteres eller sendes ut av objektet ikke komme inn i linsen og bildet vil ikke bli dannet.

4、 Brennvidde og FOV

For brennvidde for skråkamera er det to vanlige misforståelser:

1) Jo lengre brennvidde, jo høyere flyhøyde for droner, og jo større område kan bildet dekke;

2) Jo lengre brennvidde, jo større dekningsområde og jo høyere arbeidseffektivitet;

Årsaken til de to overnevnte misforståelsene er at sammenhengen mellom brennvidde og FOV ikke gjenkjennes. Forbindelsen mellom de to er: jo lengre brennvidde, jo mindre er FOV; jo kortere brennvidde, jo større er FOV.

Derfor, når den fysiske størrelsen på rammen, rammeoppløsningen og dataoppløsningen er de samme, vil endringen i brennvidde bare endre høyden på flyturen, og området som dekkes av bildet er uendret.

5、 Brennvidde og arbeidseffektivitet

Etter å ha forstått sammenhengen mellom brennvidden og FOV, tror du kanskje at lengden på brennvidden ikke har noen innvirkning på flyeffektiviteten. For ortofotogrammetri er den relativt korrekt (strengt tatt, jo lengre brennvidde, jo høyere flyhøyden, jo mer energi den bruker, jo kortere flytid og jo lavere arbeidseffektivitet).

For skråfotografering, jo lengre brennvidde, desto lavere blir arbeidseffektiviteten.

Den skrå linsen til kameraet er vanligvis plassert i en vinkel på 45 °, for å sikre at bildedataene til kantfasaden til målområdet samles inn, må flyruten utvides.

Fordi linsen er skråstilt i 45°, vil det dannes en likebenet rettvinklet trekant. Forutsatt at droneflygingsholdningen ikke tas i betraktning, blir den optiske hovedaksen til den skrå linsen bare tatt til kanten av måleområdet som et ruteplanleggingskrav, deretter utvider droneruten avstanden LIK med flyhøyden til dronen .

Så hvis rutedekningsområdet er uendret, er det reelle arbeidsområdet til linsen med kort brennvidde større enn for den lange linsen.