In che modo i tipi di droni GSD e carrier influenzano l'accuratezza relativa del modello 3D

Nell'ultimo articolo In che modo i punti di controllo a terra e i dati PPK influiscono sulla precisione relativa del modello 3D, abbiamo menzionato che oltre ai dati GCP e PPK, anche il GSD e il drone carrier hanno un certo grado di effetti sulla precisione relativa del 3D modello. Quindi facciamo un altro test per verificarlo.

Esperimento 1: l'effetto del GSD sull'accuratezza relativa del modello 3D;

Condizione 1

Drone vettore	Fotocamera obliqua	GCP	PPK
CW10 VTOL	DG4pros	NO	NO

Tabella dei risultati 1:

Numero di oggetti	lunghezza di misura (L0)	Lunghezza del modello 3D (L1 (GSD = 2 cm)	Lunghezza del modello 3D (L2 (GSD = 1,5 cm)	DS1（L0-L1）	DS2（L0-L2）
1	7.210	7.18	7.20	0,030	0.010
	8.706	8.69	8.65	0,016	0,056
	10.961	10.89	10.90	0,071	0,061
2	7.010	6.88	6.86	0,130	0,150
3	1.822	1.76	1.76	0,062	0,062
4	10.410	10.38	10.37	0,030	0.040
5	10.718	10.65	10.68	0,068	0,038
6	13.787	13.72	13.71	0,067	0,077
7	11.404	11.41	11.38	-0,006	0,024
	12.147	12.13	12.12	0,017	0,027
8	7.526	7.44	7.49	0,086	0,036
	13.797	13.83	13.77	-0.033	0,027
9	10.374	10.35	10.35	0,024	0,024
10	2.109	1.98	2.09	0,129	0,019
	4.281	4.14	4.19	0,141	0,091
11	14.675	14.55	14.64	0,125	0,035
	8.600	8.58	8.57	0.020	0,030
12	13.394	13.36	13.38	0,034	0,014
13	12.940	12.95	12.91	-0.010	0,030
14	7.190	7.21	7.20	-0.020	-0.010
15	13.371	13.36	13.38	0,011	-0,009
	6.435	6.37	6.43	0,065	0.005
16	3.742	3.74	3.70	0.002	0,042
17	6.022	6.03	5.99	-0,008	0,032
18	3.937	3.91	3.94	0,027	-0,003
19	8.120	8.09	8.12	0,030	0.000
	14.411	14.40	14.37	0,011	0,041
20	6.077	6.06	6.04	0,017	0,037
21	13.696	13.68	13.65	0,016	0,046
RMSE： DS1=0.0397m，DS2=0.0356m

Condizione 2

Drone vettore	Fotocamera obliqua	GCP	PPK
CW10 VTOL	DG4pros	sì	No

Tabella dei risultati 2:

Numero di oggetti	lunghezza di misura (L0)	Lunghezza del modello 3D (L1 (GSD = 2 cm)	Lunghezza del modello 3D (L2 (GSD = 1,5 cm)	DS1（L0-L1）	DS2（L0-L2）
1	7.210	7.18	7.21	0,030	0
	8.706	8.68	8.68	0,026	0,026
	10.961	10.91	10.87	0,051	0,091
2	7.010	6.92	6.88	0,090	0.13
3	1.822	1.79	1.76	0,032	0,062
4	10.410	10.39	10.38	0.020	0.03
5	10.718	10.66	10.72	0,058	-0,002
6	13.787	13.77	13.79	0,017	-0,003
7	11.404	11.38	11.38	0,024	0,024
	12.147	12.12	12.13	0,027	0,017
8	7.526	7.47	7.53	0,056	-0,004
	13.797	13.83	13.78	-0.033	0,017
9	10.374	10.34	10.37	0,034	0.004
10	2.109	2.03	2.11	0,079	-0,001
	4.281	4.18	4.28	0.101	0.001
11	14.675	14.59	14.67	0,085	0.005
	8.600	8.57	8.58	0,030	0.02
12	13.394	13.35	13.39	0,044	0.004
13	12.940	12.92	12.9	0.020	0.04
14	7.190	7.21	7.19	-0.020	0
15	13.371	13.36	13.37	0,011	0.001
	6.435	6.43	6.42	0.005	0,015
16	3.742	3.72	3.7	0,022	0,042
17	6.022	6.00	5.98	0,022	0,042
18	3.937	3.94	3.91	-0,003	0,027
19	8.120	8.09	8.07	0,030	0.05
	14.411	14.41	14.38	0.001	0,031
20	6.077	6.03	6.04	0,047	0,037
21	13.696	13.65	13.65	0,046	0,046
RMSE: DS1=0.0328m，DS2=0.0259m

Condizione 3

Drone vettore	Fotocamera obliqua	GCP	PPK
CW10 VTOL	DG4pros	NO	SÌ

Tabella dei risultati 3:

Numero di oggetti	lunghezza di misura (L0)	Lunghezza del modello 3D (L1 (GSD = 2 cm)	Lunghezza del modello 3D (L2 (GSD = 1,5 cm)	DS1（L0-L1）	DS2（L0-L2）
1	7.210	7.20	7.20	0.01	0.01
	8.706	8.71	8.69	0.00	0.02
	10.961	10.87	10.88	0.09	0.08
2	7.010	6.89	6.87	0.12	0.14
3	1.822	1.79	1.75	0.03	0.07
4	10.410	10.39	10.38	0.02	0.03
5	10.718	10.67	10.69	0.05	0.03
6	13.787	13.75	13.78	0.04	0.01
7	11.404	11.39	11.38	0.01	0.02
	12.147	12.13	12.12	0.02	0.03
8	7.526	7.51	7.49	0.02	0.04
	13.797	13.79	13.78	0.01	0.02
9	10.374	10.35	10.34	0.02	0.03
10	2.109	2.03	2.02	0.08	0.09
	4.281	4.15	4.21	0.13	0.07
11	14.675	14.61	14.65	0.07	0.03
	8.600	8.60	8.57	0.00	0.03
12	13.394	13.37	13.40	0.02	-0.01
13	12.940	12.88	12.89	0.06	0.05
14	7.190	7.20	7.18	-0.01	0.01
15	13.371	13.36	13.38	0.01	-0.01
	6.435	6.40	6.46	0.03	-0.03
16	3.742	3.75	3.75	-0.01	-0.01
17	6.022	5.97	5.97	0.05	0.05
18	3.937	3.93	3.91	0.01	0.03
19	8.120	8.10	8.08	0.02	0.04
	14.411	14.40	14.38	0.01	0.03
20	6.077	6.04	6.05	0.04	0.03
21	13.696	13.65	13.67	0.05	0.03
RMSE: DS1=0.0342m，DS2=0.0328m

Condizione 4

Drone vettore	Fotocamera obliqua	GCP	PPK
CW10 VTOL	DG4pros	SÌ	SÌ

Tabella dei risultati 4:

Numero di oggetti	lunghezza di misura (L0)	Lunghezza del modello 3D (L1 (GSD = 2 cm)	Lunghezza del modello 3D (L2 (GSD = 1,5 cm)	DS1（L0-L1）	DS2（L0-L2）
1	7.21	7.21	7.21	0.00	0.00
	8.706	8.68	8.7	0.03	0.01
	10.961	10.90	10.89	0.06	0.07
2	7.01	6.98	6.99	0.03	0.02
3	1.822	1.80	1.78	0.02	0.04
4	10.41	10.40	10.39	0.01	0.02
5	10.718	10.70	10.69	0.02	0.03
6	13.787	13.77	13.76	0.02	0.03
7	11.404	11.39	11.39	0.01	0.01
7	12.147	12.13	12.12	0.02	0.03
8	7.526	7.49	7.51	0.04	0.02
8	13.797	13.81	13.8	-0.01	0.00
9	10.374	10.36	10.35	0.01	0.02
10	2.109	2.02	2.11	0.09	0.00
10	4.281	4.16	4.28	0.12	0.00
11	14.675	14.66	14.68	0.02	0.00
11	8.6	8.54	8.53	0.06	0.07
12	13.394	13.35	13.37	0.04	0.02
13	12.94	12.89	12.91	0.05	0.03
14	7.19	7.18	7.2	0.01	-0.01
15	13.371	13.35	13.35	0.02	0.02
15	6.435	6.41	6.4	0.02	0.03
16	3.742	3.72	3.71	0.02	0.03
17	6.022	5.98	5.98	0.04	0.04
18	3.937	3.89	3.89	0.05	0.05
19	8.12	8.12	8.1	0.00	0.02
19	14.411	14.40	14.39	0.01	0.02
20	6.077	6.03	6.03	0.05	0.05
21	13.696	13.66	13.64	0.04	0.06
RMSE： DS1=0.0308m，DS2=0.0249m

Conclusioni

Le variabili dell'esperimento 1 sono:

1: Con/senza dati PPK.

2: Con/Senza GCP.

3: diverso GSD: 1,5 cm o 2 cm

Dopo l'analisi delle quattro serie di dati sperimentali, possiamo trarre le seguenti conclusioni:

Quando la fotocamera obliqua è DG4Pros:

(1) Con/senza punto di controllo a terra (GCP) e dati PPK coinvolti nella triangolazione AT, che si tratti di un VTOL o di un drone multi-rotore, se il GSD è di 2 cm o 1,5 cm, il modello 3D costruito dalla telecamera obliqua DG4Pros può soddisfare i requisiti dell'errore di precisione relativa Ds≤10cm (in realtà ≤5cm).

(2) Quando il GSD è la singola variabile, l'accuratezza relativa del modello 3D con GSD=1,5 cm è migliore di quella GSD=2 cm.

Esperimento 2: l'effetto dei tipi di droni portanti sulla precisione relativa del modello 3D

Condizione 1

Fotocamera obliqua	GCP	PPK	GSD
DG4pros	NO	NO	1,5 cm

Tabella dei risultati 1:

Numero di oggetti	lunghezza di misura (L0)	Lunghezza del modello 3D（L1）CW10	Lunghezza del modello 3D (L2 (M600Pro)	DS1（L0-L1）	DS2（L0-L2）
1	7.21	7.20	7.19	0.010	0.02
	8.706	8.65	8.70	0,056	0.01
	10.961	10.90	10.91	0,061	0.05
2	7.01	6.86	6.98	0,150	0.03
3	1.822	1.76	1.79	0,062	0.03
4	10.41	10.37	10.39	0.040	0.02
5	10.718	10.68	10.69	0,038	0.03
6	13.787	13.71	13.76	0,077	0.03
7	11.404	11.38	11.38	0,024	0.02
	12.147	12.12	12.12	0,027	0.03
8	7.526	7.49	7.50	0,036	0.03
	13.797	13.77	13.77	0,027	0.03
9	10.374	10.35	10.33	0,024	0.04
10	2.109	2.09	2.02	0,019	0.09
	4.281	4.19	4.20	0,091	0.08
11	14.675	14.64	14.65	0,035	0.03
	8.6	8.57	8.57	0,030	0.03
12	13.394	13.38	13.35	0,014	0.04
13	12.94	12.91	12.92	0,030	0.02
14	7.19	7.20	7.17	-0.010	0.02
15	13.371	13.38	13.35	-0,009	0.02
	6.435	6.43	6.41	0.005	0.02
16	3.742	3.70	3.70	0,042	0.04
17	6.022	5.99	5.99	0,032	0.03
18	3.937	3.94	3.89	-0,003	0.05
19	8.12	8.12	8.08	0.000	0.04
	14.411	14.37	14.36	0,041	0.05
20	6.077	6.04	6.06	0,037	0.02
21	13.696	13.65	13.65	0,046	0.05
RMSE: DS1=0.0356m，DS2=0.342m

Condizione 2

Fotocamera obliqua	GCP	PPK	GSD
DG4pros	SÌ	NO	1,5 cm

Tabella dei risultati 2:

Numero di oggetti	lunghezza di misura (L0)	Lunghezza del modello 3D（L1）CW10	Lunghezza del modello 3D (L2 (M600Pro)	DS1（L0-L1）	DS2（L0-L2）
1	7.21	7.21	7.21	0	0.00
	8.706	8.68	8.70	0,026	0.01
	10.961	10.87	10.91	0,091	0.05
2	7.01	6.88	6.98	0.13	0.03
3	1.822	1.76	1.80	0,062	0.02
4	10.41	10.38	10.39	0.03	0.02
5	10.718	10.72	10.70	-0,002	0.02
6	13.787	13.79	13.75	-0,003	0.04
7	11.404	11.38	11.38	0,024	0.02
	12.147	12.13	12.13	0,017	0.02
8	7.526	7.53	7.49	-0,004	0.04
	13.797	13.78	13.79	0,017	0.01
9	10.374	10.37	10.35	0.004	0.02
10	2.109	2.11	2.07	-0,001	0.04
	4.281	4.28	4.21	0.001	0.07
11	14.675	14.67	14.66	0.005	0.02
	8.6	8.58	8.57	0.02	0.03
12	13.394	13.39	13.35	0.004	0.04
13	12.94	12.9	12.93	0.04	0.01
14	7.19	7.19	7.18	0	0.01
15	13.371	13.37	13.36	0.001	0.01
	6.435	6.42	6.42	0,015	0.01
16	3.742	3.7	3.71	0,042	0.03
17	6.022	5.98	6.00	0,042	0.02
18	3.937	3.91	3.91	0,027	0.03
19	8.12	8.07	8.10	0.05	0.02
	14.411	14.38	14.35	0,031	0.06
20	6.077	6.04	6.06	0,037	0.02
21	13.696	13.65	13.67	0,046	0.03
RMSE: DS1=0.0259m，DS2=0.256m

Conclusioni

Le variabili dell'esperimento 2 sono:

1: Con/Senza GCP.

2: Drone Carrier diverso: un drone VTOL o un drone multi-rotore

Dopo l'analisi delle due serie di dati sperimentali, possiamo trarre le seguenti conclusioni:

Quando la fotocamera obliqua è DG4Pros:

(1) Con/Senza punto di controllo a terra (GCP) che si tratti di un drone VTOL o multi-rotore, il modello 3D costruito dalla telecamera obliqua DG4Pros può soddisfare i requisiti dell'errore di precisione relativa Ds≤10cm (in realtà ≤5cm).

(2) Quando i tipi di drone vettore sono la singola variabile, la precisione relativa del modello 3D con multi-rotore è migliore di quella con VTOL, ma la differenza non è molto grande.

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Articolo

Esperimento 1: l'effetto del GSD sull'accuratezza relativa del modello 3D;

Condizione 1

Tabella dei risultati 1:

Condizione 2

Tabella dei risultati 2:

Condizione 3

Tabella dei risultati 3:

Condizione 4

Tabella dei risultati 4:

Conclusioni

Esperimento 2: l'effetto dei tipi di droni portanti sulla precisione relativa del modello 3D

Condizione 1

Tabella dei risultati 1:

Condizione 2

Tabella dei risultati 2:

Conclusioni

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