Comment la distance focale affecte les résultats de la modélisation 3D

1. Introduction

Pour la photographie oblique, il existe quatre scènes très difficiles à construire des modèles 3D :

La surface réfléchissante qui ne peut pas refléter les informations de texture réelles de l'objet. Par exemple, la surface de l'eau, le verre, les bâtiments à surface unique de grande surface.

Objets lents. Par exemple, les voitures aux intersections

Les scènes où les points caractéristiques ne peuvent pas être mis en correspondance ou les points caractéristiques correspondants comportent des erreurs importantes, telles que des arbres et des buissons.

Bâtiments complexes creux. Tels que les garde-corps, les stations de base, les tours, les fils, etc.

Pour les scènes de type 1 et 2, peu importe comment améliorer la qualité des données d'origine, le modèle 3D ne s'améliorera pas de toute façon.

Pour les scènes de type 3 et de type 4, dans les opérations réelles, vous pouvez améliorer la qualité du modèle 3D en améliorant la résolution, mais il est toujours très facile d'avoir des vides et des trous dans le modèle et son efficacité de travail sera très faible.

En plus des scènes spéciales ci-dessus, dans le processus de modélisation 3D, nous accordons plus d'attention à la qualité du modèle 3D des bâtiments. En raison des problèmes liés au paramétrage des paramètres de vol, aux conditions d'éclairage, aux équipements d'acquisition de données, aux logiciels de modélisation 3D, etc., il est également facile de faire apparaître le bâtiment : ghosting, dessin, fusion, dislocation, déformation, adhérence, etc. .

Bien entendu, les problèmes mentionnés ci-dessus peuvent également être améliorés par la modification du modèle 3D. Cependant, si vous souhaitez effectuer des travaux de modification de modèle à grande échelle, le coût en argent et en temps sera très important.

Modèle 3D avant modification

Modèle 3D après modification

En tant que fabricant de R&D de caméras obliques, Rainpoo pense du point de vue de la collecte de données :

Comment concevoir une caméra oblique pour réussir à améliorer la qualité du modèle 3D sans augmenter le chevauchement de l'itinéraire de vol ou le nombre de photos ?

2、Qu'est-ce que la distance focale

La focale de l'objectif est un paramètre très important. Elle détermine la taille du sujet sur le support d'imagerie, ce qui équivaut à l'échelle de l'objet et de l'image. Lors de l'utilisation d'un appareil photo numérique (DSC), les capteurs sont principalement CCD et CMOS. Lorsqu'un DSC est utilisé dans un levé aérien, la distance focale détermine la distance d'échantillonnage au sol (GSD).

Lorsque vous photographiez le même objet cible à la même distance, utilisez un objectif à longue focale, l'image de cet objet est grande et l'objectif à courte focale est petit.

La distance focale détermine la taille de l'objet dans l'image, l'angle de vue, la profondeur de champ et la perspective de l'image. Selon l'application, la distance focale peut être très différente, allant de quelques mm à quelques mètres. Généralement, pour la photographie aérienne, nous choisissons, nous choisissons la distance focale dans la plage de 20 mm à 100 mm.

3、Qu'est-ce que le FOV

Dans la lentille optique, l'angle formé par le point central de la lentille comme sommet et la portée maximale de l'image de l'objet qui peut traverser la lentille s'appelle l'angle de vue. Plus le FOV est grand, plus le grossissement optique est petit. En termes, si l'objet cible n'est pas dans le FOV, la lumière réfléchie ou émise par l'objet n'entrera pas dans l'objectif et l'image ne sera pas formée.

4, longueur focale et champ de vision

Pour la distance focale de la caméra oblique, il existe deux malentendus courants :

1) Plus la distance focale est longue, plus la hauteur de vol des drones est élevée et plus la zone que l'image peut couvrir est grande ;

2) Plus la distance focale est longue, plus la zone de couverture est grande et plus l'efficacité de travail est élevée ;

La raison des deux malentendus ci-dessus est que le lien entre la distance focale et le champ de vision n'est pas reconnu. Le lien entre les deux est : plus la distance focale est longue, plus le FOV est petit ; plus la distance focale est courte, plus le FOV est grand.

Par conséquent, lorsque la taille physique du cadre, la résolution du cadre et la résolution des données sont les mêmes, le changement de distance focale ne changera que la hauteur du vol et la zone couverte par l'image reste inchangée.

5, longueur focale et efficacité de travail

Après avoir compris le lien entre la focale et le FOV, on peut penser que la focale n'a aucun effet sur l'efficacité du vol. Pour l'ortho-photogrammétrie, c'est relativement correct (à proprement parler, plus la focale est longue, plus la hauteur de vol, plus il consomme d'énergie, plus le temps de vol est court et plus l'efficacité de travail est faible).

Pour la photographie oblique, plus la distance focale est longue, plus l'efficacité de travail est faible.

L'objectif oblique de la caméra est généralement placé à un angle de 45 °, afin de garantir que les données d'image de la façade de bord de la zone cible sont collectées, la route de vol doit être étendue.

Parce que la lentille est oblique à 45°, un triangle rectangle isocèle sera formé. En supposant que l'attitude de vol du drone n'est pas prise en compte, l'axe optique principal de la lentille oblique est juste pris au bord de la zone de mesure en tant qu'exigence de planification de l'itinéraire, puis l'itinéraire du drone étend la distance ÉGAL à la hauteur de vol du drone .

Ainsi, si la zone de couverture de l'itinéraire est inchangée, la zone de travail réelle de l'objectif à courte focale est plus grande que celle de l'objectif long.