Wie sich die Brennweite auf die 3D-Modellierungsergebnisse auswirkt

1. Einleitung

Für die Schrägfotografie gibt es vier Szenen, die sehr schwer zu erstellen sind 3D-Modelle:

Die reflektierende Oberfläche, die die tatsächlichen Texturinformationen des Objekts nicht widerspiegeln kann. Zum Beispiel Wasseroberfläche, Glas, großflächige Gebäude mit einfacher Textur.

Sich langsam bewegende Objekte. Zum Beispiel Autos an Kreuzungen

Szenen, in denen die Feature-Punkte nicht abgeglichen werden können oder die übereinstimmenden Feature-Punkte große Fehler aufweisen, wie Bäume und Büsche.

Hohle komplexe Gebäude. Wie Leitplanken, Basisstationen, Türme, Drähte usw.

Bei Szenen vom Typ 1 und 2 wird sich das 3D-Modell sowieso nicht verbessern, egal wie die Qualität der Originaldaten verbessert wird.

Bei Szenen vom Typ 3 und Typ 4 können Sie im tatsächlichen Betrieb die Qualität des 3D-Modells verbessern, indem Sie die Auflösung verbessern, aber es ist immer noch sehr leicht, Hohlräume und Löcher im Modell zu haben, und seine Arbeitseffizienz ist sehr gering.

Neben den oben genannten Sonderszenen achten wir beim 3D-Modellierungsprozess mehr auf die 3D-Modellqualität der Gebäude. Aufgrund der Probleme im Zusammenhang mit der Einstellung von Flugparametern, den Lichtverhältnissen, Datenerfassungsgeräten, 3D-Modellierungssoftware usw. ist es auch leicht, das Gebäude zu zeigen: Geisterbilder, Ziehen, Schmelzen, Versetzungen, Verformungen, Adhäsionen usw .

Natürlich lassen sich die oben genannten Probleme auch durch 3D-Model-Modify verbessern. Wenn Sie jedoch umfangreiche Modellmodifikationen durchführen möchten, ist der Geld- und Zeitaufwand sehr hoch.

3D-Modell vor der Modifikation

3D-Modell nach Modifikation

Als F&E-Hersteller von Schrägkameras denkt Rainpoo aus der Perspektive der Datenerfassung:

Wie kann man eine Schrägkamera entwerfen, um die Qualität des 3D-Modells erfolgreich zu verbessern, ohne die Überlappung der Flugroute oder die Anzahl der Fotos zu erhöhen?

2、Was ist Brennweite

Die Brennweite des Objektivs ist ein sehr wichtiger Parameter. Sie bestimmt die Größe des Motivs auf dem Bildträger, die dem Maßstab des Objekts und des Bildes entspricht. Bei Verwendung einer digitalen Fotokamera (DSC) sind die Sensoren hauptsächlich CCD und CMOS. Wenn eine DSC in der Luftvermessung verwendet wird, bestimmt die Brennweite die Ground Sampling Distance (GSD).

Wenn Sie dasselbe Zielobjekt in derselben Entfernung aufnehmen, verwenden Sie ein Objektiv mit langer Brennweite, das Bild dieses Objekts ist groß und das Objektiv mit kurzer Brennweite ist klein.

Die Brennweite bestimmt die Größe des Objekts im Bild, den Betrachtungswinkel, die Schärfentiefe und die Perspektive des Bildes. Je nach Anwendung kann die Brennweite sehr unterschiedlich sein und von wenigen mm bis zu einigen Metern reichen. Im Allgemeinen wählen wir für Luftaufnahmen die Brennweite im Bereich von 20 mm bis 100 mm.

3、Was ist FOV

Bei der optischen Linse wird der Winkel, den der Mittelpunkt der Linse als Spitze bildet, und der maximale Bereich des Bildes des Objekts, der durch die Linse hindurchtreten kann, als Blickwinkel bezeichnet. Je größer das Sichtfeld, desto kleiner die optische Vergrößerung. Wenn sich das Zielobjekt nicht innerhalb des Sichtfelds befindet, tritt das von dem Objekt reflektierte oder emittierte Licht nicht in die Linse ein und das Bild wird nicht erzeugt.

4 (Brennweite & FOV)

Bei der Brennweite einer Schrägkamera gibt es zwei häufige Missverständnisse:

1) Je länger die Brennweite, desto höher die Flughöhe von Drohnen und desto größer der Bereich, den das Bild abdecken kann;

2) Je länger die Brennweite, desto größer der Erfassungsbereich und desto höher die Arbeitseffizienz;

Der Grund für die beiden obigen Missverständnisse ist, dass der Zusammenhang zwischen Brennweite und FOV nicht erkannt wird. Die Verbindung zwischen den beiden ist: je länger die Brennweite, desto kleiner das FOV; je kürzer die Brennweite, desto größer das FOV.

Wenn also die physikalische Größe des Bildes, die Bildauflösung und die Datenauflösung gleich sind, ändert die Änderung der Brennweite nur die Flughöhe und der vom Bild abgedeckte Bereich bleibt unverändert.

5 (Brennweite und Arbeitseffizienz)

Nachdem Sie den Zusammenhang zwischen Brennweite und FOV verstanden haben, denken Sie vielleicht, dass die Länge der Brennweite keinen Einfluss auf die Flugeffizienz hat. Für die Ortho-Photogrammetrie ist es relativ richtig (streng genommen gilt: je länger die Brennweite, desto höher Flughöhe, je mehr Energie verbraucht wird, desto kürzer die Flugzeit und desto geringer die Arbeitseffizienz).

Bei Schrägaufnahmen gilt: Je länger die Brennweite, desto geringer die Arbeitseffizienz.

Die Schräglinse der Kamera wird in der Regel in einem Winkel von 45° platziert, um sicherzustellen, dass die Bilddaten der Randfassade des Zielgebietes erfasst werden, muss die Flugroute erweitert werden.

Da die Linse um 45° geneigt ist, wird ein gleichschenkliges rechtwinkliges Dreieck gebildet. Unter der Annahme, dass die Fluglage der Drohne nicht berücksichtigt wird, wird die optische Hauptachse der schrägen Linse als Routenplanungsanforderung nur an den Rand des Messbereichs gebracht, dann erweitert die Drohnenroute die Distanz GLEICH auf die Flughöhe der Drohne .

Wenn also der Streckenabdeckungsbereich unverändert ist, ist der reale Arbeitsbereich des Objektivs mit kurzer Brennweite größer als der des Objektivs mit langer Brennweite.