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解码双镜头、五镜头倾斜摄影无人机
2018-03-29 09:37:50 来源: 赛尔无人机
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  倾斜摄影技术作为一项已经成熟应用的新兴测绘技术,被越来越多的测绘人和行业应用者所接收和使用,倾斜摄影技术搭配无人机系统更是让这种技术在轻便化、经济化、实用化、高效化的方面上不断取得突破。

  然而,我们一旦去了解倾斜摄影的硬件产品,就会发现倾斜摄影相机的镜头数千奇百怪,单镜头、双镜头、三镜头、四镜头、五镜头,甚至是九镜头都能找到相关的产品,多镜头相机的数据采集办法也是各不相同,旋转式、摇摆式、一次曝光式,多镜头相机所做出来的模型效果和质量也是参差不齐。

  在这种百家争鸣的倾斜摄影硬件市场下,本人谨从自己的经验和观点出发,给大家分析分析从多种角度不同种类倾斜摄影硬件产品的使用利弊及作业效果。

  镜头的性能指标

  现在考量倾斜摄影相机的硬件指标无非是以下几个方面:

  单相机像素 ——倾斜摄影相机是由多个朝向不同角度的单相机组成,通过采集不同角度的图像数据,来获取倾斜摄影建模的原始纹理数据,单相机像素就决定了倾斜摄影相机单角度数据的采集能力,根据倾斜摄影相机使用单相机的不同,像素大小也不同,从这一点分析,多镜头相机无法做横向对比,行业内目前主要像素排布有2010万、2430万、3640万、4240万。

  相机总像素 ——总像素一直是多镜头相机厂商竞争十分激烈的一项指标。五镜头相机计算五个朝向相机合计的像素总数,双镜头等相机按照曝光模式来决定总像素,例如双镜头旋转曝光,一组拍摄四张,则按照(单相机像素*4)来计算总像素,双镜头摇摆式曝光,一组拍摄6~8张,则按照(单相机像素*6)或(单相机像素*8)来计算总像素。

  画幅大小 ——数码时代的不同画幅指的是各种大小的传感器,在同样高度使用同样焦距的镜头来进行航摄,画幅越大,所能采集到的地面面积则越大。不同镜头数的倾斜摄影相机,在画幅参数上可做选择,无横向对比的必要。

  镜头焦距 ——用于无人机航测的相机焦距一般是调焦到无穷远,镜头长焦距,保证无人机挂载下几百米航高下仍然能够获取高分辨率地面影像。倾斜摄影相机的焦距多采用10.4mm,16mm,25mm,35mm,50mm等,一般推荐定焦25mm,35mm,50mm镜头,适合多环境大场景倾斜航测。

  整体重量 ——很明显,倾斜摄影相机的单相机数量越少,整体重量是越轻的,因此,双镜头对比五镜头在产品重量上占有一定的优势,但是和倾斜摄影技术发展初期,用完整的单相机做集成不同,现在市面上部分倾斜摄影厂商在单相机减重拆解上下了大功夫,投入了不小的研发力量。五镜头相机以济南赛尔无人机为代表,五镜头相机重量在1.5KG左右,这是五镜头相机拆解减重上一个较为合适的重量比例了。

  而双镜头相机,行业内在售的产品,基本对单相机都是没有进行拆解减重的,因此除了单相机的重量,还需要计算双镜头相机电子云台的重量,包括结构重量和转子电机的重量。

镜头的航测作业

  井字型作业法。 单镜头相机在倾斜摄影技术发展的初期常采取“井”字型的航飞作业办法,即镜头朝向一个角度,然后采取密集航线,交叉飞行的办法来采集数据。这种采集办法效率较低,作业复杂。

  双镜头作业法。 双镜头倾斜摄影相机无论是摇摆式拍摄,还是选择式拍摄,均有两种曝光作业办法。

  一,持续飞行曝光,即在航线中,无人机保持匀速飞行,相机在曝光点进行曝光一次,然后紧接着曝光第二次,来获取一组数据。这种连续飞行的作业办法,一组照片,两次曝光间隔,实际的曝光地点因为飞行速率的存在,是存在定位误差的。

  经小编实测市场双镜头产品的空三计算,大部分均存在分层,交错的问题,需要反复进行空三计算来纠正,这无异于加大的工作量,降低了工作效率。

  二,停止飞行曝光,即在航线中,无人机在曝光点悬停在空中,相机进行一组曝光后,再飞往下一个曝光点,这种做法很明显,作业效率低,不做推荐。

  三,双镜头飞行作业过程中,易造成照片曝光的波动性,产生畸变,不利于后期的数据处理和纠正。

  五镜头作业法。五镜头相机在一个点位上统一曝光,一次曝光,获取前后下左右五个视角的照片,因此可以在稳定匀速行驶的无人机平台上稳定的获取曝光的数据。

  数据处理过程

  从建模效果来看,无论是摇摆式的双镜头,还是旋转式的双镜头,其朝向角均缺少下视镜头,下视镜头的缺失导致了类如建筑间缝处等地物场景的地方缺少原始数据,导致后期建模过程中细节不足,出现空洞。

上述列举的是双镜头在这几个方面的问题,而五镜头相机可以很好的规避这些问题

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【纠错】 责任编辑: 刘君
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