前言:无人机倾斜摄影技术是近年来在国际测绘领域所发展起来的一项高新技术,通过在无人机飞行平台上搭载高清摄像机,可同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像。最后通过后期的技术对这些倾斜影像数据处理并整合其地理信息,输出正射影像、地形图、三维模型等产品。倾斜摄影技术可广泛应用于各类三维数字城市、智慧城市、智慧旅游等应用。现如今,国内已经有不少的厂商专门从事做倾斜相机和适用于搭载倾斜摄影的无人飞行平台以及后端数据处理等。

倾斜摄影相机双镜头和五镜头到底那个好?倾斜摄影--质量和经验“二者皆不可少”(图1)

  近日,无人机网(www.youuav.com)一行到访成都睿铂科技有限责任公司,其主要是从事无人机倾斜摄影方面的硬件和服务,并为客户提供整套无人机倾斜摄影采集硬件产品及信息技术服务以及整套的智慧城市(实景三维)数据建设方案等。

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无人机网人员与成都睿铂营销总监常勇(中)合照

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  发展历程

  无人机倾斜摄影在近几年发展尤为迅速,尤其是在无人机平台逐渐成熟和多远化之后,一些有实力的厂商和商家开始着眼于这些细分领域,成都睿铂公司就是其中之一。无人机网人员在采访成都睿铂公司营销总监常勇了解到,在测绘市场在国内还未兴起时公司主要之前主要从事无人机销售相关的业务。之后,随着无人机市场的发展,公司高层将战略放在无人机测绘领域,当时仍只是购买市面上主流的几家公司的相机和平台进行客户服务。然而,在无人机服务的过程中则发现一些拍摄设备无法满足用户的需求,因此睿铂公司开始决定进行相关的产品研发。自2015年开始,睿铂公司开始正式进入测绘领域,并在倾斜摄影方面给予厚望,其不仅在做测绘领域服务的同时而且还不断的研发自己的测绘设备。

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  选择倾斜摄影的缘由

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  我网人员在采访中了解到,一般来说无人机测绘可分为倾斜摄影和激光雷达摄影。然而,无人机倾斜摄影技术目前来说比较成熟,其凭借高效、灵活、成本低等优势已逐渐替代了传统的测绘应用,将倾斜摄影技术应用到无人机上,实际就是在做一个三维模型,而建立起来的这个模型更加真实,更加直观,更加符合实际。

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。

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  激光雷达摄影其在精度上要比倾斜摄影精确很多,但是目前来看其采购成本以及成影效果以及应用方面稍显单一。现如今,普通测绘多为正射影像以及二维采集,而无人机倾斜摄影技术则更加真实的反映地物的实际情况,能让用户从多个角度观察地物。与其同时,可直接基于成果影像进行包括高度、长度、面积、等的量测。

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。

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睿铂亮相2017 INTERGEO展会

  公司在倾斜摄影领域的优势

  睿铂公司在倾斜摄影方面的优势常总监告诉我网人员,目前市面上有很多家确实都在做倾斜摄影方面的产品,但是其实际的作业能力和产品效果却各有不同。睿铂公司在生产倾斜相机之前就已经开始从事测绘领域相关的服务,积累了一定的测绘经验,并且在服务的过程中不断的发现和了解客户的相关需求和问题,根据这些缺陷在逐渐的去开发和研发新一代产品。因此,公司的产品是通过一次次的实战作业,然后再改进升级而不断完善起来,到目前为止公司已经更新到第四代相机。

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。

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睿铂亮相2017 INTERGEO展会

  硬件产品的可靠性只是其一,对于终端的技术处理也是至关重要。常总监表示,睿铂在影像收集处理方面拥有自己的技术优势和能力。比如在处理几十公里的大面积数据处理的时候,睿铂公司则可以在客户规定时间内,比如几周时间内就可以按时按质的提供给用户。然而,数据量、时间和质量这就是考量一家公司实力的标准。

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。

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2017 INTERGEO展会睿铂营销总监常勇接受采访

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  测绘市场的前景

  随着技术的发展,传统的测绘模式已经不能满足用户的需求,而倾斜摄影技术可以在城市规划、地下管道分布、交通指挥方面都能够做到很精准,在整个倾斜摄影上面的技术,配套的更完善。目前国内的测绘方式就是倾斜摄影和激光雷达两种,而睿铂主要专注于倾斜摄影方面。**拥有丰富的土地资源和测绘面积,因此需求量特别多,全国拥有资质的测绘单位不计其数。如:政府方面的税收评估、公共安全、执法行动、规划发展、消防、公共事业方面的灾害评估、环保、紧急救助;企业方面的保险、房地产,以及公众方面的位置服务、互联网应用、旅游等。倾斜摄影技术对于发展智慧城市有很大的推动力,其提供的一系列的地物信息,可以构建三维城市模型,为智能化的管理提供了便利条件等。

  睿铂公司产品

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。

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RIE(锐翼)高性能多用途载机

  RIE(锐翼)载机延续了OTC系列优秀可靠的快拆挂载设计,并增加了新型航插接口,使其能通用(挂载)RIE系列现有的变焦、正摄、倾斜摄影、热成像等系统。

  RIE(锐翼)经过密集的环境测试,能够抵抗雨水的浸入和六级大风的气流扰动。以碳纤维材料制成的外壳,除了具备优秀的强度以外,还具有抗电磁干扰的能力,使其能够进行电力设施、通讯设施等具有强烈电磁辐射设备的巡检和**。

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第二代倾斜5目

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  成都睿铂在“锐眼Riy-S5的基础上研发了“锐眼Riy-D2 倾斜摄影五镜头吊舱,相同分辨率的前提下将云台重量降低到800g。使用大疆M600多旋翼无人机挂载锐眼Riy-D2进行倾斜数据采集,在保证成果质量和安全的同时提高了作业效率并降低使用成本。自带GPS模块,无需飞控触发;自主研发skyscanner预处理软件,数据采集处理全程傻瓜化;同步曝光一致绝无漏片。

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锐眼Riy-DG3

  睿铂科技在“锐眼Riy-D2”的基础上进一步提高了光学镜头的锐度值,优化了镜头安装工艺,并根据地籍测量的特点适当加长了镜头焦距,研发了“锐眼Riy-DG3”第三代倾斜摄影五镜头吊舱,且把云台重量降低到仅600g,不仅多旋翼可以适用,更可以适用于手抛式的轻型电动固定翼无人机平台。

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第四代倾斜5目

  传统固定翼想要使用全画幅相机作业的愿望,一直受限于全画幅相机尺寸和重量,只有大型的油动无人机才能负载得起,作业风险高,限制大,不灵活。睿铂科技首次推出了五镜头全画幅倾斜摄影吊舱Riy-G4-5,整套设备重量控制在了850g,支持目前市面所有航测垂直起降固定翼无人机,既降低了对无人机设备限制,也保证了作业效率和成果质量,非常适合大面积倾斜数据采集任务。

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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。

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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。

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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

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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。

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上述列举的是双镜头在这几个方面的问题选购攻略,而五镜头相机可以很好的规避这些问题。

(转自赛尔无人机,版权归原作者所有,如有侵权请立即联系删除。)

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五镜头倾斜相机即将被淘汰....

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