AKTUALNOŚCI

Lotnicze zdjęcia ukośne – nowa perspektywa mapowania 3D

Kamera DJI Zenmuse P1 rewolucjonizuje sposób obrazowania z powietrza i mapowania 3D.

Geodeci i specjaliści GIS mają najwyższe wymagania, zarówno jeśli chodzi o ich narzędzia, jak i o ich zawód. Nic więc dziwnego, że wielu geodetów decyduje się na wykorzystanie dronów do mapowania i modelowania 3D. Drony geodezyjne niezmiennie osiągają wyniki, które spełniają wyśrubowane wymogi dokładnościowe, a w porównaniu z tradycyjnymi technikami geodezyjnymi, drony drastycznie redukują czas, koszty i nakłady pracy.

Pomiary dronem są bardziej skomplikowane niż pstryknięcie kilku zdjęć z powietrza. Konieczne jest wykonanie szeregu czynności, począwszy od przygotowania naziemnych punktów kontrolnych (GPC), poprzez planowanie misji, aż po przetwarzanie obrazów wykonanych za pomocą oprogramowania geodezyjnego.

Geodeci bardzo często otrzymują zlecenie stworzenie ortomozaiki o wysokiej rozdzielczości, wykonanej technikami fotogrametrycznymi lub modeli 3D stworzonych za pomocą kamer ukośnych i technik geodezyjnych 3D.

Z najnowszym flagowym rozwiązaniem geodezyjnym DJI Matrice 300 RTK i kamerą DJI Zenmuse P1, geodeci mają na wyciągnięcie ręki najlepsze rozwiązanie pomiarowe pod względem dokładności i wydajności. Dzięki funkcji Smart Oblique Capture (SOC) w kamerze Zenmuse P1, geodeci mogą teraz wykonywać zdjęcia obszarów docelowych i tworzyć modele 3D bardziej efektywnie niż kiedykolwiek wcześniej.

Czym jest fotografia ukośna?

To technika obrazowania dronem, która odniosła duży sukces w modelowaniu 3D, wykorzystująca kilka obiektywów montowanych w zestaw o stałych kątach nachylenia. Uzyskane w ten sposób zdjęcia ujawniają szczegóły, które są czasami pomijane podczas wykonywania tylko zdjęć pionowych, takie jak elementy zasłonięte przez roślinność lub wysokie konstrukcje.

Systemy kamer ukośnych wykorzystują zazwyczaj mechaniczny statyw z pięcioma kamerami umieszczonymi w stałych pozycjach w konfiguracji krzyżowej; jedna kamera w centrum jest otoczona przez cztery inne kamery, z przodu, z tyłu, z lewej i z prawej strony, równo rozmieszczone w odstępach 90 stopni. W systemie tym kamera centralna jest umiejscowiona pod kątem ukośnym, gdzie kąt „nadir” (punkt znajdujący się bezpośrednio pod kamerą na poziomie powierzchni ziemi) znajduje się w określonym, stałym punkcie zdjęcia.

DJI Matrice 300 RTK z kamerą Zenmuse P1

Korzyści wynikające z zastosowania fotografii ukośnej

Wymagania dotyczące dokładnych modeli 3D stale rosną. Na przykład, w ramach mapowania miast, modele 3D są wykorzystywane do zarządzania przestrzenią, analizy zapotrzebowania na energię, monitorowania ruchu i zanieczyszczeń oraz zarządzania katastrofami. W geodezji, dokładny model 3D może zidentyfikować potencjalne problemy na wczesnym etapie realizacji projektu.

W porównaniu z pionowymi zdjęciami lotniczymi, zdjęcia ukośne mają wiele zalet. Podczas gdy pionowy kąt może pomóc w pokazaniu rozmieszczenia obiektów takich jak budynki, ulice lub otwarte przestrzenie względem siebie, ukośne zdjęcia lotnicze są lepsze w przedstawianiu perspektywy wyglądu obiektów, które wyrastają z ziemi, takich jak budynki, topografia, liście, itp. w odniesieniu do ziemi i horyzontu.

Główne korzyści płynące z zastosowania obrazowania ukośnego to:

  • zdjęcia wykonane techniką ukośną ujawniają szczegóły, które w innym przypadku mogłyby być zasłonięte w widoku pionowym przez liście lub wysokie budynki
  • fotografia ukośna w porównaniu do zdjęć pionowych ułatwia precyzyjne określenie wysokości obiektów
  • W przeciwieństwie do metody prostopadłej, w której centralna kamera patrzy bezpośrednio w dół, system ukośny przechwytuje znacznie więcej danych dotyczących wysokości względnej przed kamerą. Zapobiega to również zniekształceniom obrazu we wszystkich kierunkach wokół punktu ogniskowego, które często występują przy stosowaniu metody prostopadłej
  • Wykorzystując wiele ujęć w kontrolowanych odstępach czasu, informacje o pozycji i wysokości względnej zebrane z każdego zestawu danych mogą być porównywane, konfrontowane, a następnie łączone w celu uzyskania informacji o wysokości względnej między elementami w obszarze docelowym, tworząc mapę zawierającą zarówno dane o pozycji, jak i wysokości, która może być renderowana jako mapa 3D badanego obszaru

Ograniczenia wynikające ze stosowania fotografii ukośnej

Istnieją jednak wady związane z tradycyjnymi ukośnymi zestawami kamer. Ze względu na liczbę obiektywów, platforma może być bardzo ciężka i droga. Większa masa oznacza krótszy czas lotu i więcej czasu spędzonego na wymianie baterii w dronie, szczególnie w przypadku większych misji pomiarowych.

Z kolei w przypadku fotogrametrii ukośnej lub modelowania 3D z jedną kamerą, wymagane jest wykonanie pięciu lotów (Nadir, FBLR), co znacznie wydłuża czas pracy. Od pewnego czasu poszukiwano nowego, lżejszego, szybszego i bardziej ekonomicznego rozwiązania.

Co to jest Smart Oblique Capture?

Smart Oblique Capture (SOC) to nowy, unikalny system dostępny wyłącznie z kamerą DJI Zenmuse P1 zainstalowaną na Matrice 300 RTK, który używa pojedynczej kamery P1 zamontowanej na gimbalu, aby działała jak wszystkie pięć kamer w systemie kamer ukośnych. Kamera DJI Zenmuse P1 jest nie jest kamerą ukośną, ale dzięki zastosowaniu innowacyjnego oprogramowania może dawać takie same rezultaty.

Podczas wyznaczania obszaru mapowania w aplikacji DJI Pilot (na etapie planowania misji), SOC automatycznie dzieli docelowy obszar pomiarowy na różne sekcje. Sekcje te oznaczają ile zdjęć będzie przechwytywanych w tym obszarze. Na przykład, sekcje w centrum obszaru pomiarowego otrzymują pięć zdjęć, po jednym pod każdym kątem (nadir, przód, tył, lewo i prawo). Sekcje na obrzeżach obszaru pomiarowego wymagają mniejszej liczby zdjęć.

Z uwagi na to, że w przypadku funkcji Smart Oblique Capture zdjęcia w każdym „zestawie” ujęć nie są wykonywane jednocześnie, dane o położeniu, prędkości drona i kierunku gimbala są osadzane w metadanych każdego zdjęcia w celu skompensowania zmiany położenia i perspektywy; podobnie jak w przypadku obliczeń matematycznych używanych do łączenia kolejnych ujęć w ukośnym układzie kamer.

Na tym filmie widać, że obszary ciemnozielone wykonują tylko jedno ujęcie boczne, wyłącznie dla danych o wysokości. Ujęcia nadir są rejestrowane tylko w żółtym i jasnozielonym obszarze, a następnie w wielu punktach czerwonego obszaru docelowego, gdzie wymagane jest najwięcej informacji.

Twoje misje pomiarowe wykonane przy użyciu DJI Matrice 300 RTK i kamery Zenmuse P1 mogą być przetwarzane natywnie przy użyciu DJI Terra, naszego oprogramowania do planowania, wizualizacji, przetwarzania i analizy zdjęć lotniczych. Aplikacja pozwala użytkownikowi na szybkie renderowanie i wizualizację danych w czasie rzeczywistym oraz redukuje czas post-processingu. Tworzy szczegółowe i dokładne wyniki pomiarów dla ortomozaiki 2D o wysokiej rozdzielczości oraz realistyczne, umożliwiające pełną nawigację rekonstrukcje modeli 3D.

Zalety wykorzystania Smart Oblique Capture

  • Kamera DJI Zenmuse P1 jest payloadem, który zastępuje konieczność stosowania systemu skośnego z wieloma kamerami. Zmniejsza to wagę i zwiększa sterowność; główną zaletą jest to, że kamera jest zintegrowana z gimbalem, a nie z kadłubem drona co mogłoby wpływać negatywnie na jakość obrazu.
  • Smart Oblique Capture (SOC) zmniejsza liczbę niepotrzebnych zdjęć. Dzięki temu nie marnuje się czasu na robienie zdjęć na obrzeżach celu pomiarowego, a także oszczędza się miejsce i pamięć, co przekłada się na szybszy czas przetwarzania danych.
  • Wymienne obiektywy kamery Zenmuse P1 pozwalają na dynamiczne dostosowanie optyki w do potrzeb projektu. Takie rozwiązanie nie jest dostępne w przypadku tradycyjnej kamery skośnej.
  • Dodatkowo funkcja Smart Oblique Capture może w pełni wykorzystać kinematykę post-processingu modułu RTK dostępnego w dronie Matrice 300 czyniąc pomiary jeszcze dokładniejszymi. W sytuacji gdy RTK nie jest dostępne, można skorzystać z PPK, ponieważ pliki misji są przechowywane wraz z oryginalnymi danymi obserwacyjnymi GNSS i plikami TimeStamps.MRK.

Kilka dodatkowych informacji o kamerze Zenmuse P1

Zenmuse P1 jest flagową kamerą DJI do fotogrametrii i pomiarów geodezyjnych. Dzięki pełnoklatkowej matrycy 45 MP, niskiemu poziomowi szumów i wysokiej czułości oraz wymiennym obiektywom 24/35/50mm o stałej ostrości na 3-osiowym gimbalu, jest to najpotężniejsza kamera geodezyjna. P1 może wykonać zdjęcie co 0,7 sekundy (z czasem otwarcia migawki do 1/2000 sekundy) i jest w stanie zobrazować 3 km2 w jednym locie.

Przeczytaj więcej o kamerze Zenmuse P1 odwiedzając naszego bloga – kliknij tu.

Bądź zawsze o krok przed konkurencją

Poprzez redukcję liczby wykonywanych zdjęć, SOC skutecznie redukuje czas misji w powietrzu, a tym samym całkowity czas pomiarów i mapowania. Ma to dodatkową korzyść w postaci skrócenia czasu post-processingu o 20% – 50%.

Wraz ze wzrostem wykorzystania dronów w geodezji, kartografii i budownictwie, istnieje ciągła potrzeba, aby ich wykorzystanie stało się prostsze i bardziej ekonomiczne pod względem czasu i kosztów. Smart Oblique Capture jest jedną z takich innowacji, która obejmuje oba te aspekty.

Newsletter DJI Enterprise

Bądź na bieżąco z informacjami i nowościami DJI.

Dopasuj rozwiązanie DJI

DO SWOICH POTRZEB

Przetestuj produkty DJI w Twojej firmie, umów się na spotkanie ze specjalistami Enterprise i zobacz na żywo, jak DJI może usprawnić Twoją pracę.