A Captura de imagens Oblíquas com a câmera Zenmuse P1 da DJI está revolucionando a o mapeamento aéreo em 3D com drones.
Os topógrafos e profissionais de GIS possuem os mais altos padrões no que diz respeito a suas ferramentas de trabalho. Não é de admirar que muitos topógrafos estejam recorrendo aos drones para suas necessidades de mapeamento e modelagem 3D. Os drones de pesquisa alcançam resultados que atendem aos padrões de precisão de nível de pesquisa e, em comparação com as técnicas tradicionais de pesquisa, os drones reduzem drasticamente o tempo, o custo e o esforço necessários.
Realizar o mapeamento com drones é mais complicado do que tirar algumas fotos de cima. Existem várias etapas necessárias, desde a preparação de pontos de controle de solo até o planejamento da missão e o processamento das imagens capturadas com o software de levantamento.
Frequentemente, os topógrafos são contratados para produzir ortomosaicos de alta resolução construídos com técnicas de fotogrametria ou modelos 3D criados com câmeras oblíquas e técnicas de levantamento 3D.
Com a mais recente combinação de topografia da DJI, o Matrice 300 RTK (M300 RTK) câmera Zenmuse P1, os topógrafos têm na ponta dos dedos a solução de topografia definitiva em termos de precisão e eficiência. Graças ao recurso Smart Oblique Capture (SOC) da P1, os topógrafos podem agora capturar e criar modelos 3D de seus alvos com mais eficiência do que nunca.
O que é fotografia oblíqua?
O mapeamento com drones é uma técnica que tem tido sucesso na modelagem 3D com o uso da fotogrametria oblíqua, onde as imagens são capturadas por várias lentes. Essas lentes múltiplas são montadas juntas em uma matriz com ângulos de eixo fixos. As imagens resultantes revelam detalhes que às vezes são perdidos ao capturar apenas fotografias verticais, como recursos obstruídos por vegetação ou estruturas altas.
Os sistemas de câmera oblíqua tradicionalmente usam um equipamento mecânico com cinco câmeras em posições fixas em uma configuração cruzada; uma câmera no centro é cercada por quatro outras câmeras, na frente, atrás, esquerda e direita, igualmente distanciadas em intervalos de 90 graus. Este sistema coloca a câmera central em um ângulo oblíquo onde o ângulo 'nadir' (o ponto diretamente abaixo da câmera no nível do solo) está em um ponto fixo conhecido na imagem.
Benefícios da fotografia oblíqua
Os requisitos para modelos 3D precisos são cada vez maiores. Por exemplo, no mapeamento urbano, os modelos 3D são usados para gerenciamento de espaço, análise de requisitos de energia, monitoramento de tráfego e poluição e gerenciamento de desastres. Em levantamento topográfico, um modelo 3D preciso pode identificar problemas potenciais no início do cronograma de um projeto.
Quando comparada com a fotografia aérea vertical, a fotografia oblíqua tem muitos benefícios. Embora um ângulo vertical possa ajudar a mostrar o posicionamento de recursos como edifícios, ruas ou espaços abertos em relação uns aos outros, as fotos aéreas oblíquas são melhores para dar uma perspectiva da aparência de recursos que se erguem do solo, como edifícios, topografia, folhagem etc. em relação ao solo e ao horizonte.
Alguns outros benefícios da fotografia oblíqua incluem:
Imagens capturadas com uma câmera oblíqua revelam detalhes que, de outra forma, seriam obstruídos na visão vertical por folhagens ou edifícios altos.
A fotografia oblíqua torna mais fácil determinar com precisão a elevação dos objetos, quando comparada com as fotografias aéreas verticais.
Ao contrário de uma configuração ortográfica, onde a câmera central olha diretamente para baixo, o sistema oblíquo captura muito mais dos dados. Isso também anula qualquer distorção da lente em todas as direções ao redor do ponto focal, que o método NADIR pode frequentemente sofrer.
Usando vários disparos em intervalos controlados, as informações de posição e altura relativa coletadas de cada conjunto de dados podem ser comparadas e contrastadas para fornecer as informações de altura relativa entre os elementos na área de destino, produzindo um mapa de dados de posição e altura, que pode ser renderizado como um mapa 3D da área pesquisada.
Limitações das câmeras oblíquas
No entanto, existem desvantagens associadas às matrizes de câmeras oblíquas tradicionais. Devido ao número de lentes, o equipamento pode ser muito pesado e caro. Uma carga útil mais pesada significa tempos de voo mais curtos e mais tempo gasto trocando baterias de drones, especialmente para missões de levantamento em larga escala.
Por outro lado, se tentar fotogrametria oblíqua ou modelagem 3D com uma única câmera, cinco voos são necessários (Nadir, FBLR), o que leva muito mais tempo. Há algum tempo, busca-se uma solução nova, mais leve, mais rápida e com melhor custo-benefício.
O que é captura oblíqua inteligente?
Smart Oblique Capture (SOC) é um novo processo alternativo, exclusivo para o P1 e o M300, que usa uma única câmera montada em um gimbal para funcionar como todas as cinco câmeras em um sistema de câmera oblíqua. A P1 é uma câmera 'tradicional' (não uma câmera oblíqua) com uma única lente, mas pode produzir os mesmos resultados graças a um software elegante.
Ao desenhar a área de mapeamento no aplicativo DJI Pilot (durante o planejamento da missão), o SOC divide automaticamente a área de levantamento do alvo em diferentes 'seções'. Essas seções indicam quantos ângulos de fotos são capturados nesta área. Por exemplo, as seções no centro da área de levantamento obtêm cinco fotos, uma em cada ângulo (nadir, frente, atrás, esquerda e direita). As seções nas bordas da área de levantamento requerem menos fotos.
Com a Captura oblíqua inteligente, como as fotos em cada “conjunto” de fotos não são tiradas simultaneamente, os dados de posição, velocidade do drone e direção do gimbal são incorporados aos metadados de cada foto para compensar a mudança de posição e perspectiva; semelhante aos cálculos matemáticos usados para as capturas consecutivas em uma matriz de câmera oblíqua.
Na imagem abaixo, você verá que as áreas verdes escuras estão tirando apenas uma foto lateral, exclusivamente para dados de altura. Os disparos do nadir são capturados apenas nas áreas amarela e verde clara e, em seguida, em vários pontos na área alvo designada em vermelho, onde a maioria das informações é necessária.
Assim que sua captura for concluída, você pode utilizar um software de pós-processamento, como o DJI Terra , para agrupar todos os dados e produzir os modelos 3D necessários; o cartão SD pode simplesmente ser conectado a um laptop para importar as imagens para processamento.
Cada conjunto de dados de fotos (Nadir, FBLR) é comparado entre si, onde as fotos do nadir são usadas para criar um mapa 2D de cima para baixo. Os disparos direcionais de cada posição são comparados para designar informações de altura relativa para esses elementos no mapa 2D.
Suas missões de levantamento capturadas com o M300 RTK e P1 podem ser processadas nativamente usando DJI Terra, um software de levantamento de drones tudo-em-um usado para planejar, visualizar, processar e analisar fotografias aéreas. O aplicativo permite que o usuário renderize e visualize rapidamente os dados em tempo real e reduz os tempos de pós-processamento. Ele cria resultados de medição detalhados e precisos para ortomosaicos 2D de alta resolução e reconstruções de modelos 3D realistas e totalmente navegáveis.
Vantagens da captura oblíqua inteligente
O P1 é uma carga útil que substitui a necessidade de um sistema oblíquo com várias câmeras. Isso reduz o peso e aumenta a capacidade de manobra e flexibilidade de implantação; estar conectado a um drone, em vez de estar em uma aeronave maior, é um grande benefício.
SOC reduz o número de fotos desnecessárias capturadas. Isso significa que não há perda de tempo tirando fotos nas bordas do alvo de levantamento, bem como menos espaço e memória usados, resultando em um tempo de processamento mais rápido.
Lentes de câmera intercambiáveis na P1 permitem a troca de lentes de acordo com as necessidades do projeto. Isso não é possível com uma câmera oblíqua tradicional.
Além dos módulos RTK do M300, o SOC pode aproveitar todas as vantagens do PPK. Em situações em que o RTK não está disponível, PPK está disponível porque os arquivos de missão são armazenados com observações GNSS originais e arquivos TimeStamps.MRK.
Um pouco mais sobre a Zenmuse P1
A P1 é o carro-chefe da DJI em fotogrametria e carga útil de topografia. Com um sensor full-frame de 45 MP, baixo ruído e alta sensibilidade com lentes intercambiáveis de foco fixo 24/35 / 50mm em um gimbal estabilizado de 3 eixos, esta é a câmera topográfica mais poderosa até hoje. A P1 pode tirar uma foto a cada 0,7 segundos (com velocidades de obturador de até 1/2000 de segundo) e pode cobrir 300ha em um único voo.
A P1 é compatível com o Matrice 300 RTK da DJI, a mais recente plataforma comercial de drones. Capaz de voar por 55 minutos e um alcance de 15 km, o M300 é uma adição bem-vinda a qualquer frota de drones.
Vá além
Ao reduzir o número de imagens obtidas, o SOC reduz efetivamente o tempo no ar de uma missão e, portanto, o tempo total de levantamento e mapeamento. Isso tem o benefício adicional de uma redução subsequente de 20% a 50% do tempo de pós-processamento.
Com o aumento do uso de drones em topografia, mapeamento e construção, há uma necessidade constante de sua utilização se tornando mais simples e econômica, em termos de tempo e custo. A Captura oblíqua inteligente é uma inovação abrangente.
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Fonte [DJI]
