Jak ohnisková vzdálenost ovlivňuje výsledky 3D modelování

1. Úvod

Pro šikmou fotografii existují čtyři scény, u kterých je velmi obtížné vytvořit 3D modely:

Reflexní povrch, který nemůže odrážet skutečné informace o struktuře objektu. Například vodní hladina, sklo, velkoplošné budovy s jednou texturou povrchu.

Pomalu se pohybující předměty. Například auta na křižovatkách

Scény, ve kterých se body prvku nedají porovnat nebo shodné body prvku obsahují velké chyby, jako jsou stromy a keře.

Duté komplexní budovy. Jako jsou zábradlí, základnové stanice, věže, dráty atd.

U scén typu 1 a 2, bez ohledu na to, jak zlepšit kvalitu původních dat, se 3D model stejně nezlepší.

U scén typu 3 a typu 4 můžete ve skutečných operacích zlepšit kvalitu 3D modelu zlepšením rozlišení, ale stále je velmi snadné mít v modelu dutiny a díry a jeho pracovní efektivita bude velmi nízká.

Kromě výše uvedených speciálních scén věnujeme v procesu 3D modelování větší pozornost kvalitě 3D modelu budov. Kvůli problémům souvisejícím s nastavením letových parametrů, světelných podmínek, zařízení pro sběr dat, softwaru pro 3D modelování atd. je také snadné způsobit, aby se budova zobrazovala: duch, kreslení, tání, dislokace, deformace, adheze atd. .

Výše uvedené problémy lze samozřejmě také zlepšit úpravou 3D modelu. Pokud však chcete provádět úpravy modelu ve velkém měřítku, náklady na peníze a čas budou velmi obrovské.

3D model před úpravou

3D model po úpravě

Jako výrobce pro výzkum a vývoj šikmých kamer uvažuje Rainpoo z pohledu sběru dat:

Jak navrhnout šikmou kameru, aby se úspěšně zlepšila kvalita 3D modelu bez zvýšení přesahu trasy letu nebo počtu fotografií?

2、Co je ohnisková vzdálenost

Ohnisková vzdálenost objektivu je velmi důležitý parametr. Určuje velikost objektu na zobrazovacím médiu, která je ekvivalentní měřítku objektu a obrazu. Při použití digitálního fotoaparátu (DSC) jsou snímače hlavně CCD a CMOS. Při použití DSC při leteckém průzkumu určuje ohnisková vzdálenost pozemní vzorkovací vzdálenost (GSD).

Při fotografování stejného cílového objektu na stejnou vzdálenost použijte objektiv s dlouhou ohniskovou vzdáleností, obraz tohoto objektu je velký a objektiv s krátkou ohniskovou vzdáleností je malý.

Ohnisková vzdálenost určuje velikost objektu v obraze, pozorovací úhel, hloubku ostrosti a perspektivu obrazu. V závislosti na aplikaci se může ohnisková vzdálenost velmi lišit, v rozsahu od několika mm do několika metrů. Obecně pro letecké fotografování volíme, volíme ohniskovou vzdálenost v rozsahu 20 mm ~ 100 mm.

3、Co je FOV

V optické čočce se úhel, který tvoří střed čočky jako vrchol a maximální rozsah obrazu předmětu, který může čočkou procházet, nazývá zorný úhel. Čím větší FOV, tím menší optické zvětšení. Jinými slovy, pokud cílový objekt není uvnitř FOV, světlo odražené nebo emitované objektem nevstoupí do čočky a obraz se nevytvoří.

4, Ohnisková vzdálenost a FOV

U ohniskové vzdálenosti šikmého fotoaparátu existují dvě běžná nedorozumění:

1) Čím delší je ohnisková vzdálenost, tím vyšší je výška letu dronů a tím větší oblast může snímek pokrýt;

2) Čím delší je ohnisková vzdálenost, tím větší je oblast pokrytí a tím vyšší je pracovní účinnost;

Důvodem výše uvedených dvou nedorozumění je, že není rozpoznána souvislost mezi ohniskovou vzdáleností a FOV. Spojení mezi těmito dvěma je: čím delší ohnisková vzdálenost, tím menší FOV; čím kratší je ohnisková vzdálenost, tím větší je FOV.

Pokud jsou tedy fyzická velikost snímku, rozlišení snímku a rozlišení dat stejné, změna ohniskové vzdálenosti změní pouze výšku letu a oblast pokrytá snímkem se nezmění.

5, Ohnisková vzdálenost a pracovní účinnost

Po pochopení souvislosti mezi ohniskovou vzdáleností a FOV si můžete myslet, že délka ohniskové vzdálenosti nemá žádný vliv na efektivitu letu. Pro ortofotogrammetrii je to relativně správné (přesně řečeno, čím delší ohnisková vzdálenost, tím vyšší výška letu, čím více energie spotřebuje, tím kratší je doba letu a tím nižší je pracovní účinnost).

U šikmé fotografie platí, že čím delší ohnisková vzdálenost, tím nižší efektivita práce.

Šikmá čočka kamery je obecně umístěna pod úhlem 45°, aby bylo zajištěno shromažďování obrazových dat okrajové fasády cílové oblasti, je třeba rozšířit trasu letu.

Protože je čočka šikmá pod úhlem 45°, vznikne rovnoramenný pravoúhlý trojúhelník. Za předpokladu, že se nebere v úvahu letová poloha dronu, je hlavní optická osa šikmé čočky vzata právě k okraji oblasti měření jako požadavek na plánování trasy, pak trasa dronu rozšiřuje vzdálenost ROVNOUCÍ k výšce letu dronu. .

Pokud se tedy oblast pokrytí trasy nezmění, skutečná pracovní plocha objektivu s krátkou ohniskovou vzdáleností je větší než u dlouhého objektivu.