Độ dài tiêu cự ảnh hưởng như thế nào đến kết quả mô hình 3D

1. Giới thiệu

Đối với chụp ảnh xiên, có bốn cảnh rất khó để xây dựng mô hình 3D:

Bề mặt phản chiếu không thể phản ánh thông tin kết cấu thực của vật thể. Ví dụ: bề mặt nước, kính, các tòa nhà bề mặt kết cấu đơn lẻ có diện tích lớn.

Vật thể chuyển động chậm. Ví dụ, ô tô ở giao lộ

Những cảnh không thể khớp các điểm đặc trưng hoặc các điểm đối sánh có sai số lớn, chẳng hạn như cây cối và bụi rậm.

Các tòa nhà phức hợp rỗng. Chẳng hạn như lan can, trạm gốc, tháp, dây, v.v.

Đối với cảnh loại 1 và 2, cho dù có cải thiện chất lượng của dữ liệu gốc bằng cách nào thì mô hình 3D cũng sẽ không cải thiện.

Đối với cảnh loại 3 và loại 4, trong hoạt động thực tế, bạn có thể cải thiện chất lượng mô hình 3D bằng cách cải thiện độ phân giải, nhưng vẫn rất dễ có khoảng trống và lỗ trên mô hình và hiệu quả công việc sẽ rất thấp.

Ngoài những cảnh đặc biệt trên, trong quá trình dựng mô hình 3D, điều chúng tôi chú ý hơn cả là chất lượng mô hình 3D của các tòa nhà. Do các vấn đề liên quan đến cài đặt thông số chuyến bay, điều kiện ánh sáng, thiết bị thu thập dữ liệu, phần mềm mô hình 3D, v.v., cũng dễ khiến tòa nhà hiển thị: bóng mờ, hình vẽ, nóng chảy, lệch vị trí, biến dạng, bám dính, v.v. .

Tất nhiên, các vấn đề nêu trên cũng có thể được cải thiện bằng cách sửa đổi mô hình 3D. Tuy nhiên, nếu bạn muốn thực hiện công việc chỉnh sửa mô hình quy mô lớn thì chi phí tiền bạc và thời gian sẽ rất lớn.

Mô hình 3D trước khi sửa đổi

Mô hình 3D sau khi sửa đổi

Là một nhà sản xuất R & D của máy ảnh xiên, Rainpoo nghĩ từ quan điểm thu thập dữ liệu:

Làm thế nào để thiết kế một máy ảnh xiên để cải thiện thành công chất lượng của mô hình 3D mà không làm tăng sự chồng chéo của đường bay hoặc số lượng ảnh?

2 、 Độ dài tiêu cự là gì

Độ dài tiêu cự của ống kính là một thông số rất quan trọng, nó quyết định kích thước của chủ thể trên phương tiện chụp ảnh, tương đương với tỷ lệ của vật thể và hình ảnh. Khi sử dụng máy ảnh tĩnh kỹ thuật số (DSC), cảm biến chủ yếu là CCD và CMOS. Khi một DSC được sử dụng trong truyền tải trên không, độ dài tiêu cự sẽ xác định khoảng cách lấy mẫu trên mặt đất (GSD).

Khi chụp cùng một mục tiêu ở cùng một khoảng cách, dùng thấu kính có tiêu cự dài thì ảnh của vật này lớn, thấu kính có tiêu cự ngắn thì ảnh nhỏ.

Độ dài tiêu cự xác định kích thước của đối tượng trong ảnh, góc nhìn, độ sâu trường ảnh và phối cảnh của ảnh. Tùy thuộc vào ứng dụng, độ dài tiêu cự có thể rất khác nhau, từ vài mm đến vài mét. Nói chung, để chụp ảnh trên không, chúng tôi chọn, chúng tôi chọn độ dài tiêu cự trong khoảng 20mm ~ 100mm.

3 、 FOV là gì

Trong thấu kính quang học, góc tạo bởi điểm chính giữa của thấu kính làm đỉnh và khoảng ảnh cực đại của vật có thể đi qua thấu kính được gọi là góc trông vật. FOV càng lớn thì độ phóng đại quang học càng nhỏ. Về mặt lý thuyết, nếu đối tượng mục tiêu không nằm trong FOV thì ánh sáng do đối tượng phản xạ hoặc phát ra sẽ không đi vào thấu kính và hình ảnh sẽ không được tạo thành.

4 、 Độ dài tiêu cự & FOV

Đối với độ dài tiêu cự của máy ảnh xiên, có hai hiểu lầm phổ biến:

1) Độ dài tiêu cự càng dài, độ cao bay của máy bay không người lái càng cao và diện tích hình ảnh có thể bao phủ càng lớn;

2) Tiêu cự càng dài, vùng phủ càng lớn và hiệu quả làm việc càng cao;

Nguyên nhân của hai sự hiểu lầm trên là do không nhận diện được mối liên hệ giữa độ dài tiêu cự và FOV. Mối liên hệ giữa hai điều này là: tiêu cự càng dài, FOV càng nhỏ; tiêu cự càng ngắn, FOV càng lớn.

Do đó, khi kích thước vật lý của khung hình, độ phân giải khung hình và độ phân giải dữ liệu giống nhau, sự thay đổi độ dài tiêu cự sẽ chỉ thay đổi chiều cao của chuyến bay và vùng được bao phủ bởi hình ảnh là không thay đổi.

5 、 Độ dài tiêu cự & Hiệu quả làm việc

Sau khi hiểu mối liên hệ giữa độ dài tiêu cự và FOV, bạn có thể nghĩ rằng độ dài tiêu cự không ảnh hưởng đến hiệu quả bay. độ cao bay thì năng lượng tiêu hao càng nhiều, thời gian bay càng ngắn và hiệu suất làm việc càng giảm).

Đối với chụp ảnh xiên, tiêu cự càng dài thì hiệu quả làm việc càng giảm.

Thấu kính xiên của máy ảnh thường được đặt ở góc 45 °, để đảm bảo thu thập dữ liệu hình ảnh của mặt ngoài rìa của khu vực mục tiêu, đường bay cần được mở rộng.

Vì thấu kính được đặt xiên một góc 45 °, một tam giác vuông cân sẽ được tạo thành. Giả sử rằng thái độ bay của máy bay không người lái không được xem xét, trục quang học chính của thấu kính xiên chỉ được đưa đến rìa của khu vực đo như một yêu cầu lập kế hoạch đường bay, khi đó đường bay của máy bay không người lái sẽ mở rộng khoảng cách BẰNG cách độ cao bay của máy bay không người lái .

Vì vậy, nếu vùng phủ tuyến không đổi, vùng làm việc thực của thấu kính tiêu cự ngắn sẽ lớn hơn vùng làm việc của thấu kính dài.