Уникальная функция Smart Oblique Capture на Zenmuse P1 сделала настоящий прорыв в области аэрофотосъемки и 3D-картографии.

Известно, что геодезисты и эксперты ГИС придерживаются самых высоких стандартов, поэтому выбирают беспилотные технологии для составления карт и 3D-моделирования. Дроны не только предоставляют максимально точные данные, но также значительно сокращают время, затраты и усилия, требуемые для проведения исследования.

Но съемка с помощью БПЛА на порядок сложнее, чем классическая аэросъемка. Требуется тщательная подготовка: от обеспечения наземных опорных точек до планирования миссии и обработки изображений в специальном программном обеспечении.

Часто перед геодезистами возникает задача разработать ортофотопланы высокого разрешения, с помощью методов фотограмметрии или трехмерных моделей. Для выполнения этой миссии необходима съемка наклонными камерами и методы трехмерной съемки.

С новейшим флагманским комбо-геодезическим аппаратом DJI, Matrice 300 RTK (M300 RTK) и полезной нагрузкой Zenmuse P1, специалисты получают идеальное геодезическое решение с точки зрения точности и эффективности. Благодаря функции Smart Oblique Capture (SOC) P1 геодезисты теперь могут создавать 3D-модели более эффективно, чем когда-либо прежде.

SOC — расширенные интеллектуальные возможности для аэросъемки - Zenmuse P1

Суть наклонных снимков

При съемке с дронов в 3D-моделировании успешно применяется методика наклонной фотограмметрии, при которой изображения захватываются несколькими объективами. Система представляет собой несколько линз, собранных вместе с фиксированными углами осей. На полученных изображениях видны детали, которые часто упускаются из виду при стандартной вертикальной съемке, например элементы, скрытые растительностью или высокими строениями, расположенными вблизи исследуемого объекта.

Как правило, наклонная система съемки предусматривает механическую установку с пятью камерами в фиксированных положениях в поперечной конфигурации. Одна камера в центре окружена четырьмя другими камерами (спереди, сзади, слева и справа), на равном расстоянии с интервалом в 90 градусов. В этой системе центральная камера наклонно, в этом положении угол «надира» (место под камерой на уровне земли) находится в известной фиксированной точке изображения.

Особенности наклонных фотографии

Требования к точным 3D-моделям постоянно повышаются, ведь они широко используются в различных сферах. Например, при картировании городов, 3D-модели применяются для мониторинга дорожного движения и загрязнения, борьбы со стихийными бедствиями, управления городской инфраструктурой и других задач. Точная трехмерная модель помогает выявить потенциальные проблемы и опасности на ранних этапах проекта.

По сравнению с традиционной вертикальной аэрофотосъемкой, наклонные фото имеют множество преимуществ. Вертикальные изображения показывают расположение объектов по отношению друг к другу (зданий, улиц, открытых пространств). Аэрофотоснимки под наклоном дают лучшее представление о внешнем виде объектов, которые возвышаются над землей по отношению к горизонту.

Кроме этого, есть еще несколько преимуществ наклонной съемки:

На изображениях, снятых наклонной камерой, максимально четко видны детали, которые были бы незаметны при вертикальном обзоре, так как заслоняются густой листвой или высокими зданиями.
Наклонная съемка упрощает определение высоты объекта по сравнению с вертикальными аэрофотоснимками.
Наклонная система фиксирует намного больше данных об относительной высоте впереди нее. Кроме того, устраняются любые искажения линз во всех направлениях.
Если использовать несколько снимков с конкретными интервалами, а также учитывать информацию о положении и относительной высоте, собранную из каждого набора данных, то можно получить информацию об относительной высоте между элементами в целевой области. Также это позволяет создавать карты данных о положении и высоте, которые в дальнейшем визуализируются в качестве трехмерной карты исследуемой области.

Главные ограничения наклонных камер

Несмотря на все преимущества этого метода съемки, есть некоторые недостатки, связанные с традиционными матрицами наклонных камер. Из-за большого количества линз установка часто оказывается слишком сложной и затратной. Большой вес полезной нагрузки сокращает время полета и требует частой замены батарей дронов, что неприемлемо для крупномасштабных исследовательских миссий.

С другой стороны, если использовать всего одну камеру для наклонной фотограмметрии или трехмерного моделирования, то потребуется не менее пяти полетов, что займет значительно больше времени.

Smart Oblique Capture

Smart Oblique Capture (SOC) — это новое альтернативное решение, специально созданное для P1 и M300.

Smart Oblique Capture повышает эффективность работы до 7,5 км² в день, так как подвес автоматически поворачивает камеру на необходимые для съемки углы, а на границах области съемки камера делает только те кадры, которые требуются для реконструкции. В результате, продуктивность на этапе постобработки повышается на 20-50%.

P1 — это «классическая» (не наклонная) камера всего с одним объективом. Но, благодаря современному ПО, она обеспечивает столь же высокие результаты. Во время планировании миссии в приложении DJI Pilot, функция SOC автоматически разделяет целевую область съемки на различные секции, в которых указано, сколько ракурсов снимается в этой области.

Если в секции в центре области съемки получаются 5 фотографий (по одной под каждым углом), то отрезки на периферии съемочной площадки требуют меньшего количества изображений. Благодаря Smart Oblique Capture, данные о местоположении, скорости дрона и направлении подвеса включаются в метаданные каждого изображения.

После завершения миссии применяется DJI Terra для сопоставления всех данных и создания необходимых 3D-моделей. Достаточно подключить SD-карту к ноутбуку, чтобы импортировать изображения для обработки. Каждый набор данных сравнивается друг с другом, при этом снимки надира используются для создания двухмерной карты с высоты. Приложение DJI Terra позволяет быстро визуализировать данные в режиме реального времени и сокращает время постобработки, создает подробные и точные результаты измерений для двухмерных ортофотопланов с высоким разрешением и реалистичных полностью навигационных реконструкций трехмерных моделей.

Преимущества Smart Oblique Capture

Полезная нагрузка P1 заменяет многокамерную наклонную систему. За счет минимального веса, улучшается маневренность и гибкость развертывания.

SOC сокращает количество ненужных изображений. Больше не нужно тратить время на съемку периферии объекта съемки, требуется меньше памяти, сокращается время обработки. Сменные объективы камеры на P1 позволяют менять объективы в соответствии с потребностями проекта, что невозможно в случае с традиционной наклонной камерой. SOC обладает способностью в полной мере использовать кинематику постобработки.

Несколько фактов о Zenmuse P1 и Matrice 300 RTK

P1 — это флагманский аппарат DJI для фотограмметрии и съемки. С полнокадровым датчиком с низким уровнем шума и высокой чувствительностью 45 МП, сменными объективами с фиксированным фокусным расстоянием 24/35/50 мм и 3-осевым стабилизатором, это самая мощная камера для аэросъемки. P1 делает снимки каждые 0,7 секунды (с выдержкой до 1/2000 секунды) и может покрыть 3 км² всего за один полет. P1 совместим с Matrice 300 RTK от DJI — последней коммерческой платформой для дронов. Обладает 6 функциями определения направления и местоположения, может находиться в воздухе до 55 минут полета и отличается дальностью действия 15 км.

SOC сокращает продолжительность миссии и времени постобработки в среднем на 20-50%. Это уникальное нововведение, которое повышает эффективность дронов в геодезической съемке, картографии и строительстве с точки зрения временных, финансовых и трудовых затрат.