1序

? ? ? 隨著無人機(jī)的快速發(fā)展，傾斜攝影行業(yè)迎來了一個(gè)新的浪潮，越來越多的人利用無人機(jī)從事測(cè)繪行業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)采集工作。在數(shù)據(jù)采集過程當(dāng)中遇到了各種各樣的問題，導(dǎo)致飛出來的數(shù)據(jù)不達(dá)標(biāo)，無法完成模型重建工作。這里根據(jù)自己的接觸對(duì)傾斜攝影過程當(dāng)中重疊度、傳感器、焦距、飛行速度、拍照間隔等參數(shù)以及他們之間的相互關(guān)系做一個(gè)簡(jiǎn)單的梳理。如有不當(dāng)或錯(cuò)誤之處敬請(qǐng)指正。

本文很多內(nèi)容參考自【Smart3D系列教程2之 《為什么三維重建效果這么差？——探探那些被忽略的拍照要求和技巧》】

2 傳感器

很多三維模型重建軟件要求輸入相機(jī)的傳感器參數(shù)和焦距。一般輸入的是傳感器的長邊尺寸。

2.1 傳感器參數(shù)的獲取

傳感器是是相機(jī)的固定參數(shù)，和無人機(jī)無關(guān)，雖然很多無人機(jī)自帶相機(jī)，但傳感器參數(shù)也只和相機(jī)有關(guān)。所以只要知道相機(jī)型號(hào)就可以知道傳感器尺寸。很多朋友不知道如何獲取這個(gè)參數(shù)值，這里直接給出搜索方法。

2.1.1常規(guī)情況：

這里以sony ar7 相機(jī)為例。

直接百度搜索sony ar7，

找一個(gè)帶相機(jī)詳細(xì)參數(shù)的任何一個(gè)網(wǎng)站

點(diǎn)進(jìn)來

一般都帶傳感器參數(shù)

這里可以看到傳感器的長邊尺寸35.8mm。

2.1.2 特例情況

也有部分相機(jī)廠商沒有明確給出傳感器尺寸大小，但一般也會(huì)給出類型和對(duì)角線尺寸，這里可以進(jìn)行一下?lián)Q算。

以大疆無人機(jī)的精靈3為例。

百度精靈3

找相機(jī)參數(shù)

找傳感器參數(shù)

對(duì)于傳感器，即使沒有明確給出尺寸大小，但一般都是相機(jī)的常規(guī)尺寸，這里引用百度出的一張圖

無外乎這幾種尺寸

這里可以看到1/2.3對(duì)于的傳感器長邊尺寸是6.16mm

2.2 焦距

這個(gè)不想多說，自己拍的照片不知道設(shè)置的焦距是多少也是醉了。。。

不過一般沒有經(jīng)過特殊處理的片子，都保存了焦距參數(shù)，可以直接右鍵圖片查看屬性，里面詳細(xì)的記錄了焦距，單位是mm

注意，焦距參數(shù)是不是35mm等效焦距。請(qǐng)選擇焦距屬性對(duì)應(yīng)的值。

2.3 重疊度保障

航拍的時(shí)候如何保證重疊度呢？重疊度應(yīng)該是多少呢？

根據(jù)不同的航拍用戶，重疊度也不一樣，如果只是為了快拼影像，一般旁向重疊度60%以上，航線（縱向）重疊度70%以上，如果用于三維重建，建議旁向重疊度70%以上，航線（縱向）重疊度80%以上.上述數(shù)值為經(jīng)驗(yàn)值，非官方，僅作參考。

如何保證重疊度呢？很多的飛控軟件都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，只需要輸入相機(jī)參數(shù)，飛行高度，重疊度就可以自動(dòng)規(guī)劃出航線。那這些航線是如何來的？如何自己設(shè)計(jì)航線該如何保證重疊度達(dá)到了要求？

這里其實(shí)是初中所學(xué)的【小孔成像原理】，假設(shè)相機(jī)以長邊飛行方向垂直，航線間距為x。和示意圖如下：

小孔成像-航線間距

按照上述條件，這里計(jì)算旁向重疊度用的是傳感器長邊尺寸

d/ccd = h/len

重疊的長度為=x+(len/2-x)*2=len-x

旁向重疊度= (len-x)/len=1-x/len

這個(gè)方程的求解應(yīng)該不難了吧？x=旁向重疊度*h/d*ccd

沿著飛行方向也是一樣的，只不過要用傳感器的短邊尺寸。

2.4飛行速度和拍照間隔

上述過程計(jì)算出了拍照的間距，旁向間距a和航向間距b

真正飛行的時(shí)候我要以什么速度飛行呢？拍照間隔設(shè)置多少呢？自動(dòng)規(guī)劃的軟件是如何控制拍照的呢？

正常情況下為了加快飛行速度，縮短作業(yè)時(shí)間，都是保證拍照質(zhì)量穩(wěn)定的前提下讓拍照速度最快

b=飛行速度*拍照間隔

3.模型精度計(jì)算

上述所有的計(jì)算都是依據(jù)指定的飛行高度來計(jì)算的，飛行高度如何確定呢？這就和模型精度掛鉤了，需要什么樣精度的模型，使用了什么相機(jī)決定了飛行的最合適高度。

首先是照片分辨率的確定。

拍的照片是多少分辨率的？

還是小孔成像原理，傳感器長邊尺寸ccd，對(duì)應(yīng)拍出的照片的長邊像素?cái)?shù)wx像素

d/ccd = h/len

拍照分辨率（m/像素）=ccd/d*h/w

公式：傾斜攝影模型精度=同工程正射分辨率的三倍

更多和分辨率及比例尺相關(guān)內(nèi)容參考【傾斜攝影當(dāng)中模型精度和測(cè)繪當(dāng)中的分辨率/比例尺是怎么回事？】

傾斜攝影當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)說我的模型是幾厘米精度的，我飛的數(shù)據(jù)是5cm精度的模型？這個(gè)5cm是如何衡量的呢？

傾斜攝影的模型精度一般是照片分辨率的三倍，就是根據(jù)照片生成的正射影像的地面分辨率的三倍，如果生成的正射影像的分辨率是2cm/像素，那模型精度基本就是5-10cm。

公式：傾斜攝影模型精度=同工程正射分辨率的三倍

以上內(nèi)容均是工作當(dāng)中根據(jù)接觸到的軟件及自己在公司的軟件開發(fā)過程當(dāng)中都的相關(guān)心得體會(huì)，對(duì)各個(gè)軟件及相關(guān)引用沒有褒貶態(tài)度。

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