Топографическая аэрофотосъёмка стала умной с камерой DJI Zenmuse P1

Функция интеллектуальной перспективной съёмки в новой камере Zenmuse P1 обещает произвести революции в построении 3D-моделей методом фотограмметрии

Специалисты в области геодезии и ГИС предъявляют высочайшие требования к используемому оборудованию. Сегодня многие из них обратили своё внимание на дроны для топографической съёмки и 3D-моделирования. Беспилотные летательные аппараты позволяют получать результаты, соответствующие стандартам точной картографии, при меньших финансовых и временных затратах.

Геодезические изыскания с применением квадрокоптера — значительно более сложная задача по сравнению с обычной аэрофотосъёмкой. Она включает в себя несколько этапов: подготовку опорных точек, планирование миссий с необходимыми настройками и обработку полученных снимков при помощи специализированного программного обеспечения. Геодезисты всё чаще получают заказы на построение ортофотопланов и 3D-моделей с использованием методов фотограмметрии.

Флагманский комплект для топографической съёмки — дрон DJI Matrice 300 RTK с камерой Zenmuse P1 — оптимальное решение с точки зрения эффективности и точности результатов. Новая функция Smart Oblique Capture (интеллектуальная перспективная съёмка) выводит производительность работ на новый уровень. Благодаря чему — расскажем в этой статье!

Что такое перспективная съёмка?

Для перспективной аэрофотосъёмки традиционно применяются камеры с несколькими объективами, одновременно снимающими кадры с одинаковыми настройкам в пяти направлениях. В результате фотографии содержат детали, невидимые при съёмке камерой, направленный вертикально вниз (в надир), что особенно важно при наличии растительности, либо при построении моделей высотных зданий.

Все пять линз расположены в одном корпусе и установлены с фиксированным углом наклона: одна в надир и четыре, в большинстве случаев, под 45° к поверхности земли и под 90° друг к другу в горизонтальной плоскости.

Преимущества перспективной съёмки

Требования к качеству и точности 3D-моделей растут с каждым днём. Трёхмерные модели используются совместно с ортофотопланами в таких серьёзных и важных сферах, как строительные работы, мониторинг инфраструктуры и энергосетей, контроль дорожного движения, загрязнения окружающей среды и ликвидация последствий чрезвычайных ситуаций. Использование методов фотограмметрии в геодезии помогает обнаружить потенциальные проблемы на ранних стадиях работы по проекту и, как следствие, избежать значительных убытков в будущем.

По сравнению с плановой съёмкой, когда единственная камера направлена вертикально вниз, перспективная съёмка имеет множество преимуществ. Если двухмерный ортофотоплан способен с высокой точностью показать координаты, площади и взаимное расположение объектов на местности, то трёхмерная модель даёт полное представление о внешнем виде строений и природных объектов, их расположении относительно поверхности земли и линии горизонта. Также таким образом возможна наглядная визуализация рельефа.

Преимущества перспективной аэрофотосъёмки:

• • Подробная визуализация деталей объектов, в том числе — расположенных на вертикальных и наклонных плоскостях;
• • Точное измерение высоты и объёма объектов, в том числе — высотных зданий;
• • Значительно меньшее влияние искажений оптики камеры на точность модели;
• • Сопоставление данных нескольких снимков даёт большую точность при измерении относительной высоты точки, данные о высотах могут быть визуализированы в виде трёхмерной модели исследуемой области.

Ограничения возможностей традиционных камер для перспективной съёмки

Стоит заметить, что традиционные камеры с несколькими объективами имеют ряд недостатков, обусловленных особенностями их конструкции. Прежде всего, такие устройства дорогие и тяжёлые, что сокращает время полёта БПЛА. Кроме того, угол установки объективов — фиксированный, его нельзя изменить на меньший или больший, что может понадобиться для 3D-реконструкции нестандартных объектов.

Другой вариант — использование одной камеры на управляемом подвесе. В этом случае отсутствуют все недостатки предыдущего метода, однако для решения той же задачи потребуется выполнить пять полётов, что увеличивает рабочее время специалиста и в большинстве случаев требует наличия запасных аккумуляторов.

Как объединить все преимущества двух методов, чтобы выполнять работы быстро, эффективно и качественно?

Функция интеллектуальной перспективной съёмки (Smart Oblique Capture)

Smart Oblique Capture — эксклюзивная функция DJI M300 RTK с подвесом P1. Одна камера на управляемом трёхосевом стабилизаторе выполняет те же функции, что камера с пятью объективами. Такой результат достигается благодаря интеллектуальному программному обеспечению, задающему последовательность действий.

Когда вы задаёте исследуемую область в приложении DJI Pilot, программа автоматически разделит её на несколько секций. Секции отличаются по количеству кадров, снимаемых с различными углами установки камеры. Например, в центре области необходимо сделать пять фотографий (надир, вперёд, назад, влево и вправо), в то время как на периферии будет достаточно одного ракурса.

Поскольку дрон находится в движении, камера не делает снимки одновременно. Функция Smart Oblique Capture учитывает это, включая данные о скорости дрона, направлении камеры и положении летательного аппарата в метаданные каждого фото, чтобы исключить сдвиг позиционирования и перспективы. Автоматические математические вычисления используются для объединения всех снимков в массив, используемый при постобработке.

На видео ниже вы можете заметить соответствие количества снимков и скорости полёта участку маршрута. В зелёных секторах, расположенных снаружи области, достаточно одного ракурса для получения данных о высотах. Внутри области добавляются плановые снимки и перспективные фотографии, количество которых зависит от требуемого перекрытия.

После того, как миссия будет выполнена, вы можете использовать программное обеспечение, например — DJI Terra для построения 2D ортофотоплана и 3D-модели, для чего необходимо импортировать снимки с SD-карты на ПК или ноутбук.

Метаданные всех кадров будут сопоставлены для получения точных результатов, снимки в надир используются для построения двухмерного топографического плана, перспективные фотографии — для построения облака точек и 3D-модели.

DJI Terra также позволяет объединить полный цикл работ (планирование и выполнение полёта, анализ и визуализацию результатов аэрофотосъёмки) в одной программе. ПО предлагает возможность рендеренга и визуализации данных в реальном времени, а также самую быструю среди аналогичных продуктов постобработку. Terra создаёт точный ортофотоплан и реалистичную модель с гибким и полноценным набором инструментов для навигации, измерений и аннотаций.

Преимущества функции Smart Oblique Capture (SOC)

• • С появлением Zenmuse P1 вы сможете отказаться от тяжёлых и громоздких камер с несколькими объективами, подвес устанавливается на компактный, маневренный и гибкий в применении промышленный дрон;
• • Искусственный интеллект уменьшает количество ненужных снимков по сравнению с традиционными способами, что позволяет более эффективно использовать полётное время и место на карте памяти, а также сократить время обработки;
• • Сменные объективы камеры дают возможность подобрать фокусное расстояние, исходя из специфических особенностей проекта;
• • SOC позволяет пользователям M300 RTK использовать все возможности метода PPK (кинематика в постобработке). В ситуациях, когда применение RTK невозможно, точные координаты GNSS для PPK сохраняются в файлах TimeStamps.MRK.

Больше информации о Zenmuse P1

P1 — флагманский подвес DJI для геодезии и картографии. 45-мегапиксельная камера имеет полнокадровую высокочувствительную малошумную матрицу и может оснащаться объективами с фиксированным фокусным расстоянием 24/35/50 мм, установлена на трёхосевом гиростабилизированном подвесе. Режим интервальной съёмки позволяет снимать один кадр каждые 0,7 секунды, скорость затвора — до 1/2000 секунды, за полёт дрон покрывает площадь в 3000 м².

Узнать больше о DJI Zenmuse P1

Matrice 300 RTK — самая новая и актуальная промышленная полётная платформа в линейке DJI. Имеет 6 групп датчиков для обнаружения препятствий во всех направлениях и визуального позиционирования, может находиться в воздухе до 55 минут на удалении до 15 километров (в стандарте FCC). За год эксплуатации дрон подтвердил высокие характеристики, эффективность и надёжность и занял своё место во флоте коммерческих предприятий и государственных структур.

Двигайтесь вперёд с интеллектуальными технологиями

Благодаря интеллектуальным алгоритмам, SOC позволяет за один вылет выполнить задачу, для решений которой ранее требовалось 5 миссий. Уменьшение количества снимков даёт возможность более эффективно использовать полётное время и ускорять постобработку на 20-50% в зависимости от сложности проекта.

Smart Oblique Capture делает применение дронов в геодезии и картографии более простым, эффективным и экономически выгодным при неизменно высокой точности моделей.

Возможно, вам будет интересно: