Quadcopter Φωτογραμμετρία - 💡 Fix My Ideas

Quadcopter Φωτογραμμετρία

Quadcopter Φωτογραμμετρία


Συγγραφέας: Ethan Holmes, 2019

Συναντώντας το τέλος του μεταπτυχιακού μου προγράμματος στα μαθήματα των μέσων ενημέρωσης και της επιστήμης των υπολογιστών, βρήκα τον εαυτό μου να κολλήσει να εργάζεται πάνω σε μια διατριβή που δεν είχα πλέον πολύ ενδιαφέρον. Είχα χάσει τα κίνητρά μου και φοβόμουν ότι θα καταλήξω στο βαθμό limbo με ένα έργο, να φέρω τον εαυτό μου για να ολοκληρώσει και τις προσδοκίες, συμπεριλαμβανομένης της δικής μου, άστοχες. Σχετικά με αυτό το διάστημα ένας φίλος μου είχε εγγραφεί για μια τάξη που θα πήγαινε στην Κούβα. Αυτή ήταν μια ευκαιρία που δεν μπορούσα να χάσω, γι 'αυτό εγγραφώ. Αυτή η περιπέτεια με οδήγησε σε πολλούς άλλους, συμπεριλαμβανομένης της γένεσης του τι θα γίνει η καινούργια μου διατριβή.

Είμαι από καιρό ένα R / C ιπτάμενος ενθουσιώδης. Κατά την παιδική μου ηλικία, ο μπαμπάς μου και εγώ χτίσαμε ένα μικρό, αεριωθούμενο αεροπλάνο balsa. Ήταν δεμένη σε μια χορδή, και θα μπορούσατε να πετάξετε μόνο σε έναν κύκλο. Το φτωχό αεροπλάνο δεν επέζησε της πρώτης πτήσης του. Αυτό κατέληξε στο συμπέρασμα της εμπειρίας μου για πολλά χρόνια, καθώς δεν μπορούσαμε να την ξαναχτίσουμε. Η τιμή όλων των πραγμάτων R / C την εποχή εκείνη την καθιστούσε δαπανηρή για πολλούς.

Πριν από δύο χρόνια ανακάλυψα το χόμπι εκ νέου. Αγόρασα ένα μικρό ελικόπτερο R / C για τον αδερφό μου και εκπλήσσει από την ποιότητα, το χρόνο πτήσης και την ικανότητα ελιγμών. Άρχισα να κάνω κάποια έρευνα και βρήκα ένα εντελώς νέο, πιο προσιτό κόσμο της R / C. Αυτή η επανάσταση οφείλεται κυρίως στην εμφάνιση και τον πολλαπλασιασμό των μπαταριών πολυμερών λιθίου και των κινητήρων χωρίς ψήκτρες, οι οποίες αντικατέστησαν ακριβούς, ακατάστατους κινητήρες αερίου και έκαναν τα ηλεκτρικά μοντέλα μια πιο ρεαλιστική πρόταση. Και έτσι άρχισε η εμμονή μου.

Ξεκίνησε με μικρά ελικόπτερα. Στη συνέχεια, μεγαλύτερα ελικόπτερα που κατασκευάζονται από μέρη. Αυτό οδήγησε σε αεροπλάνα, και έτσι ξεκίνησα να φτάνω με το FPV (πρώτη άποψη). Λίγο αργότερα ήλθαν τρικυκλικά και τετράποδα, τα οποία παρείχαν πλήρη τρισδιάστατη ελευθερία κινήσεων και μια πολύ σταθερή πλατφόρμα για κάμερες.

Στη συνέχεια ήρθε η Κούβα, η φωτογραμμετρία και η απελευθέρωση από την ανεμπόδιστη διατριβή μου. Η φωτογραμμετρία είναι μια μέθοδος για τη δημιουργία 3D μοντέλων αντικειμένων λαμβάνοντας μια σειρά (συνήθως εκατοντάδες) φωτογραφιών. Η ιδέα είναι τόσο παλιά όσο και η σύγχρονη φωτογραφία. Αυτό που έχει αλλάξει είναι η χρήση ψηφιακών φωτογραφιών και λογισμικού. Το λογισμικό λαμβάνει όλες τις φωτογραφίες και τα συγκρίνει για να βρει σημεία που ταιριάζουν. Στη συνέχεια, το λογισμικό χρησιμοποιεί αυτά τα σημεία για να υπολογίσει το βάθος.

Μέσα από το μεταπτυχιακό μου πρόγραμμα στα μέσα μαζικής ενημέρωσης στο πανεπιστήμιο του New Mexico Highlands, ταξίδεψα στην Κούβα για φωτογράφηση, φωτογραμμετρία και ανταλλαγή ιδεών. Ένας στόχος ήταν να έρθουν σε επαφή με το Γραφείο του Ιστορικού, ο οποίος είναι υπεύθυνος για την αποκατάσταση των κτιρίων της Παλιάς Αβάνας.

Το Highlands University συνεργάστηκε με το Μουσείο Georgia O'Keeffe για περίπου ένα χρόνο αναπτύσσοντας τη χρήση της φωτογραμμετρίας ως εργαλείο συντήρησης και συντήρησης. Ελπίζαμε να μοιραστούμε αυτές τις απλές και ανέξοδες τεχνικές με μέλη του Γραφείου του Ιστορικού. Τους επικοινωνήσαμε, μάθαμε περισσότερα για το τι κάνουν και αποδείξαμε τις μεθόδους που αναπτύξαμε για την τεκμηρίωση ιστορικών αντικειμένων και ιστοτόπων που χρησιμοποιούν φωτογραμμετρία. Ήταν πολύ ενθουσιασμένοι και μας έδωσαν την ευκαιρία να δημιουργήσουμε φωτογραμμετρικά μοντέλα πολλών κτιρίων και κατασκευών.

Αυτή ήταν η πρώτη πραγματική ευκαιρία μου να χρησιμοποιήσω τη φωτογραμμετρία στο πεδίο και εγώ και εγώ εντυπωσίασε αυτό που ήταν δυνατό. Ωστόσο, ενώ εργαζόμασταν για την τεκμηρίωση διαφόρων δομών, έγινε φανερό ότι περιορίσαμε τη λήψη φωτογραφιών στο επίπεδο του εδάφους, γεγονός που δημιούργησε κενά στις εικόνες. Αφού κάναμε ένα προκαταρκτικό μοντέλο του Hotel Santa Isabel, διαπίστωσα ότι οτιδήποτε πάνω από το οπτικό πεδίο θα εμφανίζονταν αναπόφευκτα στα δεδομένα ως μαύρες τρύπες αντί για ένα συμπαγές μοντέλο 3D.

Άρχισα να σκέφτομαι διάφορους τρόπους να αποκτήσω μια πλήρη εικόνα του κτιρίου. Μια προφανής μέθοδος θα ήταν η ενοικίαση ενός υδραυλικού ανελκυστήρα, αλλά αυτό θα μπορούσε να είναι δαπανηρό και μη πρακτικό σε στενούς χώρους. Τα ελικόπτερα μπορεί να λειτουργούν, αλλά θα είναι επίσης απαγορευτικά για το κόστος. Τότε με χτύπησε: θα μπορούσα να χρησιμοποιήσω αεροσκάφη πολλαπλών αεροσκαφών για να φωτογραφίσω τις απρόσιτες περιοχές. Το πάθος μου για τη φωτογραφία και τον κόσμο του R / C ήρθαν μαζί με έναν όμορφο τρόπο.

Όταν επέστρεψα από την Κούβα αμέσως πήγα να δουλέψω. Είχα μόλις πρόσφατα αρχίσει να πειραματίζεται με την οικοδόμηση quadcopters, και αυτό που ανήκει είχε δει καλύτερες μέρες. Αλλά πήγα μπροστά και άρχισα να το τροποποιώ για να φέρω μια φωτογραφική μηχανή για την κατασκευή της απόδειξής μου. Το αρχικό μου τεστ χρησιμοποίησε ένα set GoPro Hero HD για χρονικό διάστημα και το σπίτι μου ως θέμα. Τράβηξα 200 φωτογραφίες και τα αποτελέσματα, αν και όχι όμορφα, ήταν πολύ ενθαρρυντικά. Έθεσα ως στόχο να δημιουργήσω ένα τετρακίνητο τετραψήφιο ως σταθεροποιημένη πλατφόρμα κάμερας για τη δημιουργία φωτογραμμετρικών μοντέλων μεγάλης κλίμακας δομών.

Από την αρχή είμαι αποφασισμένη να είναι προσιτή και προσιτή και ελπίζω ότι η ιδέα μου θα μπορούσε να εμπνεύσει και να εκπαιδεύσει άλλους. Στην απλούστερη μορφή της, η φωτογραμμετρία μπορεί να γίνει με μια συμπαγή ψηφιακή φωτογραφική μηχανή και ένα φορητό υπολογιστή με εκπληκτικά καλά αποτελέσματα. Αλλά καθώς η επιθυμητή ποιότητα του τελικού μοντέλου ανεβαίνει, οι απαιτήσεις υλικού και ο χρόνος επεξεργασίας αυξάνονται δραματικά.

Μόλις έχτισα το νέο quadcopter, άρχισα να δοκιμάζω και να συλλέγω δεδομένα. Δούλεψε άψογα. Συλλέξαμε εκατοντάδες φωτογραφίες για επεξεργασία και μετατράπηκε σε ένα πλήρες τρισδιάστατο μοντέλο του ιστορικού πολυώροφου κτιρίου που ήταν το θέμα μου. Όταν οι φωτογραφίες είχαν υποβληθεί σε επεξεργασία και είχε δημιουργηθεί ένα πλήρες μοντέλο στο λογισμικό, κατέληξα στο συμπέρασμα ότι η μεθοδολογία μου ήταν καλή και εντελώς βιώσιμη ως χρήσιμο εργαλείο για τη φωτογραμμετρία δομών μεγάλης κλίμακας.

Σε συνδυασμό με τις δοκιμές στον τομέα, δημιούργησα ένα blog για να βοηθήσω όποιον μπορεί να ενδιαφέρεται να ξεκινήσει με το δικό του quadcopter. Το Uav3-d.info έχει άρθρα σχετικά με σχεδόν κάθε ιδέα της τετραπλής πτήσης, ώστε αυτή η τεχνολογία να μπορεί να προσεγγιστεί ακόμα και από τους πιο άγνωστους.


ΡΥΘΜΙΣΗ ΜΟΥ

MULTIROTOR: Προσαρμοσμένη κατασκευή με εξαρτήματα σε μεγάλο βαθμό από το rctimer.com με έναν πίνακα ελέγχου APM 2.5 από το diydrones.com. Διαθέτει 30-amp SimonK ESC (ηλεκτρονικές μονάδες ελέγχου ταχύτητας) και 900kV κινητήρες με 10 × 4.7 "ράβδοι από ανθρακονήματα.

CAMERA: Η Canon PowerShot τρέχει το προσαρμοσμένο firmware CHDK, το οποίο επιτρέπει στην κάμερα να φωτογραφίζει σε μορφή RAW και να τραβάει φωτογραφίες αυτόματα.


Συμβουλές φωτογραμμετρίας

  1. Μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή με σταθερό εστιακό μήκος είναι καλύτερη.
  2. Βεβαιωθείτε ότι οι φωτογραφίες σας επικαλύπτονται από 60% έως 80%.
  3. Πάρτε τις φωτογραφίες οριζόντια στο αντικείμενο και σε ομοιόμορφη απόσταση.
  4. Ο ομοιόμορφος φωτισμός είναι σημαντικός για τη δημιουργία καλών μοντέλων.
  5. Επεξεργαστείτε τις εικόνες στο Agisoft PhotoScan.
  6. Μοντέλα χαμηλής ποιότητας μπορούν να δημιουργηθούν σε φορητό υπολογιστή. Τα μοντέλα υψηλής ποιότητας απαιτούν συστήματα πολλαπλών GPU με 128 GB μνήμης RAM.
  7. Για μικρά μοντέλα μπορείτε να ξεφύγετε με 30 έως 60 φωτογραφίες. Τα μεγαλύτερα μοντέλα (όπως τα κτίρια) ενδέχεται να απαιτούν αρκετές χιλιάδες εικόνες. Οι περισσότερες φωτογραφίες, οι καλύτερες λεπτομέρειες που μπορείτε να επιτύχετε.

Αυτό το άρθρο εμφανίστηκε στο MAKE τόμος 37, σελίδα 42.



Μπορεί Να Σας Ενδιαφέρει

Μια πιο προσεκτική ματιά: Etsy Winter - Baby Booties

Μια πιο προσεκτική ματιά: Etsy Winter - Baby Booties


CRAFT Βίντεο: LilyPad Arduino Αναβοσβήνει Bike Patch

CRAFT Βίντεο: LilyPad Arduino Αναβοσβήνει Bike Patch


Ξύλινα δώρα για μωρά

Ξύλινα δώρα για μωρά


Τέταρτη ιδέα σχολείων στη Μελβούρνη

Τέταρτη ιδέα σχολείων στη Μελβούρνη