Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Quadcopter Fotogrametrisi

Medya ve bilgisayar bilimleri alanındaki yüksek lisans programımın sonuna bakarken, kendimi artık fazla ilgi duymadığım bir tez çalışmasında sıkışıp kalmış buldum. Motivasyonumu kaybettim ve başaramayacağım bir projeyle mezun olduğumdan korktum ' Kendimi tamamlamam ve kendim de dahil olmak üzere beklentileri karşılamam. Bu sefer bir arkadaşım Küba'ya gidecek bir sınıfa kaydolmuştu. Bu, kaçırmadığım bir fırsattı, ben de kaydoldum. Bu macera beni, yeni tezim haline gelenin neslinin de dahil olmak üzere birçok kişiye yönlendirdi.

Uzun zamandır bir R / C uçan meraklısıyım. Çocukluğumda, babam ve ben küçük, gazla çalışan bir balsa ahşap uçak yaptık. Bir dizeye bağlıydı ve sadece bir daire içinde uçabiliyordunuz. Zavallı uçak ilk uçuşta hayatta kalamadı. Bu, yeniden inşa etmeyi göze alamayacağımızdan yıllarca sürdürdüğüm R / C deneyimimi tamamladı. Her şeyin R / C fiyatı o sırada birçok kişi için maliyeti engellemiştir.

Birkaç yıl önce hobiyi yeniden keşfettim. Kardeşim için küçük bir R / C helikopter satın aldım ve kalitesi, uçuş süresi ve manevra kabiliyeti beni şaşırttı. Biraz araştırma yapmaya başladım ve tamamen yeni, daha uygun fiyatlı bir R / C dünyası buldum. Bu devrim esasen pahalı, dağınık gaz motorlarının yerini alan ve elektrikli modelleri daha gerçekçi bir teklif haline getiren lityum polimer pillerin ve fırçasız motorların gelişmesi ve çoğalmasından kaynaklandı. Ve böylece benim takıntım başladı.

Küçük helikopterlerle başladı. Daha sonra parçalardan yapılmış daha büyük helikopterler. Bu uçaklara uçtu, bu da FPV (ilk şahıs görüşü) uçuşu yapmaya başladım. Kısa bir süre sonra tam üç boyutlu hareket özgürlüğü ve kameralar için çok sağlam bir platform sağlayan savaşçılar ve dörtgenler geldi.

Sonra benim Küba, fotogrametri ve benim sönmemiş tezimden kurtuluş geldi. Fotogrametri, bir seri (genellikle yüzlerce) fotoğraf çekerek 3B nesne modelleri oluşturma yöntemidir. Konsept modern fotoğrafçılık kadar eskidir. Değişen şey dijital fotoğraf ve yazılım kullanımı. Yazılım tüm fotoğrafları çeker ve bunları eşleşen noktaları bulmak için karşılaştırır. Ardından, yazılım derinlik hesaplamak için bu noktaları kullanır.

New Mexico Highlands Üniversitesi'ndeki medya sanatları alanındaki yüksek lisans programım sayesinde, fotoğrafçılık, fotogrametri ve fikir alışverişi için Küba'ya gittim. Amaçlardan biri, Eski Havana'nın binalarını restore etmekten sorumlu olan Tarihçi Ofisi ile temas kurmaktı.

Highlands Üniversitesi, Georgia O’Keeffe Müzesi ile yaklaşık bir yıldır fotogrametriyi koruma ve muhafaza için bir araç olarak kullanmaya başlamıştır. Bu basit ve ucuz teknikleri Tarihçi Ofisi üyeleriyle paylaşmayı umduk. Onlarla temasa geçtik, ne yaptıkları hakkında daha fazla bilgi edindik ve fotogrametri kullanarak tarihi objeleri ve siteleri belgelemek için geliştirdiğimiz yöntemleri gösterdik. Çok heyecanlandılar ve bize çeşitli bina ve yapıların fotogrametrik modellerini oluşturma fırsatı sundu.

Bu benim alandaki fotogrametriyi kullanmak için ilk gerçek fırsatımdı ve mümkün olandan da etkilendim. Bununla birlikte, birkaç yapıyı belgelendirme üzerinde çalışırken, zemin seviyesinde fotoğraf çekerek, resimlerde boşluklar yaratan sınırlı olduğumuz anlaşıldı. Hotel Santa Isabel'in ön modelini bir kez hazırladığımızda, görüş alanının üzerindeki herhangi bir şeyin kaçınılmaz olarak verilerde katı bir 3D modelden ziyade kara delikler olarak görüneceğini gördüm.

Binanın tam bir görünümünü elde etmek için farklı yollar düşünmeye başladım. Açık bir yöntem, bir hidrolik asansör kiralamak olacaktır, ancak bu, dar alanlarda maliyetli ve pratik olabilir. Helikopterler işe yarayabilir ancak aynı zamanda maliyet engelleyici olabilir. Sonra bana vurdu: Erişilemeyen alanları fotoğraflamak için multirotor R / C uçağı kullanabilirim. Fotoğrafçılığa olan tutkum ve dünyaca ünlü dünya güzel bir şekilde bir araya geldi.

Küba'dan döndüğümde hemen çalışmaya başladım. Kısa süre önce quadcopters denemeye başlamıştım ve sahip olduğumdan daha iyi günler görmüştüm. Ama devam ettim ve konsept kanıtlamam için bir kamera taşıyacak şekilde değiştirmeye başladım. İlk testim hızlandırılmış bir GoPro Hero HD ve konu olarak evimi kullandı. 200 fotoğraf çektim ve sonuçlar güzel olmasa da çok cesaret vericiydi. Büyük ölçekli yapıların fotogrametrik modellerini oluşturmak için stabilize kamera platformu olarak amaca uygun bir quadcopter oluşturmak için yola çıktım.

En başından beri, ekonomik ve erişilebilir olacağını belirledim ve fikrimin başkalarına ilham verebileceğini ve eğitebileceğini umuyordum. En basit haliyle fotogrametri, kompakt bir dijital kamera ve şaşırtıcı derecede iyi sonuçlar veren bir dizüstü bilgisayar ile yapılabilir. Ancak, bitmiş modelin istenen kalitesi arttıkça, donanım gereksinimleri ve işlem süresi önemli ölçüde artar.

Yeni quadcopter'i kurduktan sonra, veri test etmeye ve toplamaya başladım. Kusursuz çalıştı. İşlenecek yüzlerce fotoğraf topladım ve konu olan tarihi çok katlı binanın tam bir 3D modeline dönüştürdüm. Fotoğraflar işlendiğinde ve yazılımda tam bir model oluşturulduğunda, metodolojimin sağlam ve büyük ölçekli yapıların fotogrametrisi için kullanışlı bir araç olarak tamamen uygun olduğu sonucuna vardım.

Saha testi ile birlikte, kendi quadcopter'lerine başlamakla ilgilenebilecek herkese yardımcı olacak bir blog oluşturdum. Uav3-d.info'da, neredeyse her quadcopter uçuşu kavramı hakkında yazılar vardır, bu sayede bu teknolojiye en fazla inisiyatif bile ulaşılabilir.


Benim kurulum

ÇOK YÖNLÜ: Özel olarak, rydimer.com'daki diydrones.com adresinden gelen bir APM 2.5 kontrol panosu ile kullanılan parçalar kullanılarak üretilmiştir. 30 amper SimonK ESC'lere (elektronik hız kontrolleri) ve 10 × 4.7 ″ karbon fiber aksesuara sahip 900kV motorlara sahiptir.

KAMERA: Kameranın RAW biçiminde çekim yapmasını ve otomatik olarak fotoğraf çekmesini sağlayan CHDK özel üretici yazılımını çalıştıran Canon PowerShot.


Fotogrametri İpuçları

  1. Sabit odak uzunluğuna sahip bir dijital kamera en iyisidir.
  2. Fotoğraflarınızın% 60 ile% 80 arasında çakıştığından emin olun.
  3. Fotoğrafları nesnenize yatay olarak ve düzgün bir mesafede çekin.
  4. Düzgün aydınlatma, iyi modeller oluşturmak için önemlidir.
  5. Görüntüleri Agisoft PhotoScan'da işleyin.
  6. Düşük kaliteli modeller bir dizüstü bilgisayarda üretilebilir. Yüksek kaliteli modeller, 128 GB RAM'e sahip çoklu GPU sistemleri gerektirir.
  7. Küçük modeller için 30 ila 60 fotoğrafla kurtulabilirsiniz. Daha büyük modeller (binalar gibi) birkaç bin görüntü gerektirebilir. Daha fazla fotoğraf, daha iyi ayrıntı elde edebilirsiniz.

Bu makale MAKE Cilt 37, Sayfa 42'de yayınlanmıştır.

Hisse

Yorum Bırakmak