In che modo la lunghezza focale influisce sui risultati della modellazione 3D

1. Introduzione

Per la fotografia obliqua, ci sono quattro scene che sono molto difficili da costruire modelli 3D:

La superficie riflettente che non è in grado di riflettere le informazioni reali sulla trama dell'oggetto. Ad esempio, la superficie dell'acqua, il vetro, gli edifici con una superficie a trama singola di grandi dimensioni.

Oggetti che si muovono lentamente. Ad esempio, auto agli incroci

Le scene in cui i punti caratteristici non possono essere abbinati o i punti caratteristici corrispondenti presentano errori di grandi dimensioni, come alberi e cespugli.

Edifici complessi cavi. Come guardrail, stazioni base, torri, cavi, ecc.

Per le scene di tipo 1 e 2, indipendentemente da come migliorare la qualità dei dati originali, il modello 3D non migliorerà comunque.

Per le scene di tipo 3 e di tipo 4, nelle operazioni reali, è possibile migliorare la qualità del modello 3D migliorando la risoluzione, ma è comunque molto facile avere vuoti e buchi nel modello e la sua efficienza di lavoro sarà molto bassa.

Oltre alle scene speciali di cui sopra, nel processo di modellazione 3D, ciò a cui prestiamo maggiore attenzione è la qualità del modello 3D degli edifici. A causa dei problemi relativi all'impostazione dei parametri di volo, alle condizioni di luce, all'attrezzatura di acquisizione dati, al software di modellazione 3D, ecc., È anche facile far sì che l'edificio mostri: ghosting, disegno, fusione, dislocazione, deformazione, adesione, ecc. .

Naturalmente, i problemi sopra menzionati possono anche essere migliorati modificando il modello 3D. Tuttavia, se si desidera eseguire lavori di modifica del modello su larga scala, il costo in denaro e tempo sarà molto elevato.

Modello 3D prima della modifica

Modello 3D dopo la modifica

In qualità di produttore di R&D di telecamere oblique, Rainpoo pensa dal punto di vista della raccolta dati:

Come progettare una fotocamera obliqua per migliorare con successo la qualità del modello 3D senza aumentare la sovrapposizione della rotta di volo o il numero di foto?

2、Che cos'è la lunghezza focale?

La lunghezza focale dell'obiettivo è un parametro molto importante. Determina la dimensione del soggetto sul supporto di imaging, che è equivalente alla scala dell'oggetto e dell'immagine. Quando si utilizza una fotocamera digitale (DSC), i sensori sono principalmente CCD e CMOS. Quando un DSC viene utilizzato nel rilevamento aereo, la lunghezza focale determina la distanza di campionamento del suolo (GSD).

Quando si riprende lo stesso oggetto target alla stessa distanza, utilizzare un obiettivo con una lunghezza focale lunga, l'immagine di questo oggetto è grande e l'obiettivo con una lunghezza focale corta è piccolo.

La lunghezza focale determina la dimensione dell'oggetto nell'immagine, l'angolo di visione, la profondità di campo e la prospettiva dell'immagine. A seconda dell'applicazione, la lunghezza focale può essere molto diversa, da pochi mm a pochi metri. Generalmente, per la fotografia aerea, scegliamo, scegliamo la lunghezza focale nell'intervallo di 20 mm ~ 100 mm.

3、Cos'è il FOV

Nell'obiettivo ottico, l'angolo formato dal punto centrale dell'obiettivo come apice e la gamma massima dell'immagine dell'oggetto che può passare attraverso l'obiettivo è chiamato angolo di visione. Maggiore è il FOV, minore è l'ingrandimento ottico. In termini, se l'oggetto target non è all'interno del FOV, la luce riflessa o emessa dall'oggetto non entrerà nell'obiettivo e l'immagine non verrà formata.

4、Lunghezza focale e FOV

Per la lunghezza focale della fotocamera obliqua, ci sono due malintesi comuni:

1) Maggiore è la lunghezza focale, maggiore è l'altezza di volo dei droni e maggiore è l'area che l'immagine può coprire;

2) Maggiore è la lunghezza focale, maggiore è l'area di copertura e maggiore è l'efficienza lavorativa;

La ragione dei due malintesi di cui sopra è che la connessione tra lunghezza focale e FOV non viene riconosciuta. La connessione tra i due è: maggiore è la lunghezza focale, minore è il FOV; minore è la lunghezza focale, maggiore è il FOV.

Pertanto, quando la dimensione fisica del fotogramma, la risoluzione del fotogramma e la risoluzione dei dati sono le stesse, la variazione della lunghezza focale cambierà solo l'altezza del volo e l'area coperta dall'immagine rimane invariata.

5、Lunghezza focale ed efficienza di lavoro

Dopo aver compreso la connessione tra la lunghezza focale e il FOV, potresti pensare che la lunghezza della lunghezza focale non abbia alcun effetto sull'efficienza del volo. Per l'ortofotogrammetria, è relativamente corretto (a rigor di termini, più lunga è la lunghezza focale, maggiore è l'altezza di volo, più energia consuma, più breve è il tempo di volo e minore è l'efficienza di lavoro).

Per la fotografia obliqua, maggiore è la lunghezza focale, minore è l'efficienza lavorativa.

L'obiettivo obliquo della fotocamera è generalmente posizionato con un angolo di 45 °, al fine di garantire che i dati dell'immagine della facciata del bordo dell'area target vengano raccolti, è necessario espandere la rotta di volo.

Poiché la lente è obliqua a 45°, si formerà un triangolo rettangolo isoscele. Supponendo che l'assetto di volo del drone non venga preso in considerazione, l'asse ottico principale dell'obiettivo obliquo viene portato solo al bordo dell'area di misurazione come requisito di pianificazione del percorso, quindi il percorso del drone espande la distanza EQUAL all'altezza di volo del drone .

Quindi, se l'area di copertura del percorso è invariata, l'area di lavoro reale dell'obiettivo a focale corta è maggiore di quella dell'obiettivo lungo.