Kamera Share 6100 X-PORT – nowa jakość fotogrametrii

Firma NaviGate przedstawia kolejną ultralekką (670 g) pełnoklatkową kamerę do fotogrametrii niskiego pułapu Share 6100 X-PORT, która definiuje nowe standardy w wykorzystaniu sensorów optycznych wraz z bezzałogowymi statkami latającymi. Sensor oprócz wysokiej jakości matrycy full-frame wykonanej w technologii CMOS charakteryzuje się rozdzielczością aż 61 Mpix oraz mechaniczną migawką typu global shutter. Wykonywanie zdjęć w trakcie lotów fotogrametrycznych z bardzo dużą prędkością (nawet 15 m/s) możliwe jest dzięki interwałowi ekspozycji ≥ 1,2 s.

 

Body kamery Share 6100 X-PORT znajduje się na 3-osiowym demontowalnym gimbalu, gwarantującym stabilność urządzenia oraz bardzo łatwy montaż na platformie. Za pomocą złącza SkyPort można kamerę błyskawicznie zamontować zarówno na statku DJI Matrice 300 RTK jak i statkach DJI z serii Matrice 200 (Matrice 200 V2, Matrice 210 V2, Matrice 210 RTK V2). Ponadto sensor zapewnia pełną kompatybilność z platformami DJI serii Matrice, umożliwiając podgląd obrazu na żywo oraz konfigurowanie kamery do misji fotogrametrycznej.

 

Ryc 1. Ustawienie parametrów lotów w aplikacji DJI Pilot dla kamery Share 6100 X-PORT 

Ryc 2. Nagranie wykonywanej misji za pomocą zestawu Matrice 300 RTK & Share 6100 X-PORT  Dodatkowo kamera Share 6100 X-PORT posiada wbudowany obiektyw o ogniskowej 40 mm, umożliwiający otrzymanie piksela terenowego (GSD) 1,5 cm na 160 m AGL!

Poniżej zestawienie rozmiarów piksela terenowego (GSD) dla różnych wysokości oraz maksymalnej prędkości lotu statkiem bezzałogowym DJI Matrice 300 RTK przy 75% pokryciu poprzecznym i podłużnym.

 

Tabela 1. Przykładowe wartości piksela terenowego GSD dla kamery Share 6100 X-PORT według ustalonych parametrów lotu

Wysokość lotu [m]	GSD [cm]	Maksymalna prędkość [m/s]
70	0,7	8,6
100	0,9	12,3
120	1,1	14,8
150	1,4	15*
200	1,9	15*

*maksymalna prędkość lotu DJI Matrice 300 RTK

 

Kolejną bardzo istotną cechą jest mikrosekundowa synchronizacja momentu ekspozycji zdjęcia kamery Share 6100 X-PORT oraz zapisu danych RTK z Matrice 300 RTK, dzięki czemu jesteśmy w stanie otrzymać zdjęcia geotagowane z centymetrową dokładnością, unikając żmudnej pracy związanej z pomiarami naziemnymi oraz stabilizacją fotopunktów w terenie.

 

 

W celu sprawdzenia dokładności całego systemu zaplanowaliśmy nalot fotogrametryczny nad budynkami biurowymi w centrum Krakowa na wysokości 120 m AGL z prędkością 14 m/s. Na obszarze o powierzchni 4 hektarów wykonano łącznie 218 zdjęć z pokryciem poprzecznym i podłużnym 75%. Misja trwała zaledwie 5 minut! Całość misji zaplanowano w aplikacji mobilnej DJI Pilot. Statek Matrice 300 RTK korzystał z danych korekcyjnych sieciowych RTN państwowego systemu ASG-EUPOS. Oprócz tego za pomocą odbiornika naziemnego GNSS Spectra Geospatial SP60 pomierzono 27 punktów, które następnie wykorzystano w trakcie analizy dokładności odwzorowania.

 

 

W pierwszej kolejności po zebraniu danych w terenie wykonano geotagowanie zdjęć za pomocą pakietu oprogramowania Share ToolBox. Procedura jest dość prosta, bowiem większość czynności w tym środowisku jest zautomatyzowana dzięki zaawansowanym algorytmom programu narzędziowego. Należy jednak pamiętać, że poprawna procedura może być zrealizowana jedynie wówczas, gdy do programu zostaną wczytane jednocześnie foldery ze zdjęciami oraz pliki rejestrujące parametry lotu. Do uzyskania najwyższych dokładności odwzorowania konieczne jest korzystanie ze skorygowanych współrzędnych geograficznych środków rzutów zdjęć z wykorzystaniem systemu RTK platformy latającej.

Po tym etapie geotagowane zdjęcia z centymetrową dokładnością zaimportowano do oprogramowania 3DSurvey, następnie przeprowadzono aerotriangulację oraz sprawdzono jak liczba fotopunktów (Ground Control Points) wpływa na błędy uzyskane na punktach kontrolnych (Check Points) dla systemu bezzałogowego statku powietrznego Matrice 300 RTK oraz kamery RGB Share 6100 X-PORT.

 

 

Tabela 2. Zależność RMSE na punktach kontrolnych od liczby wykorzystanych fotopunktów

Liczba fotopunktów (GCP)	RMSE X [m]	RMSE Y [m]	RMSE Z [m]	RMSE XY [m]	RMSE XYZ [m]
0	0,030	0,048	0,369	0,057	0,373
1	0,024	0,020	0,021	0,031	0,038
3	0,019	0,021	0,021	0,028	0,035
6	0,016	0,019	0,022	0,025	0,033
10	0,010	0,018	0,019	0,021	0,029

 

W wyniku przeprowadzonej analizy błędów na punktach kontrolnych ustalono, że dla zestawu DJI Matrice 300 RTK oraz kamery Share 6100 X-PORT wystarczy zaledwie 1 fotopunkt w celu otrzymania najwyższej dokładności, minimalizując przy tym czas prac terenowych oraz żmudne wskazywania punktów na zdjęciach w programie fotogrametrycznym. Konieczność użycia przynajmniej 1 fotopunktu wynika przede wszystkim z braku predefiniowanych parametrów kamery w aplikacji, przez co program potrzebuje minimum jednego fotopunktu w celu wykonania samokalibracji kamery. W najbliższym czasie jednak spodziewamy się, że parametry kamery zostaną dołączone do podstawowego zestawu sensorów wykorzystywanych do przetwarzania zdjęć w oprogramowaniu 3DSurvey.

 

 

Testując zestaw DJI Matrice 300 RTK wraz z kamerą Share 6100 X-PORT możemy śmiało stwierdzić, że wyznacza on nowe standardy w fotogrametrii niskiego pułapu, wynosząc ją jeszcze na wyższy poziom. Połączenie niesamowitej wydajności statku DJI Matrice 300 RTK wraz z ultralekką pełnoklatkową kamerą Share 6100 X-PORT z obiektywem 40 mm umożliwia pozyskanie wysokiej jakości danych dla misji wielkopowierzchniowych w bardzo krótkim czasie, przyspieszając w ten sposób zarówno prace terenowe jak i analityczne.

Uzupełnienie całości zestawu o zaawansowane oprogramowanie fotogrametryczne takie jak np. 3DSurvey umożliwi wygenerowanie produktów takich jak: gęsta chmura punktów, modele 3D, NMT, NMPT oraz ortofotomapy wysokiej jakości, spełniające oczekiwania najbardziej wymagających klientów.

 

Przykładowe opracowania:

Ortofotomapy

 

 

Chmura punktów

Oferta specjalna: Matrice 300 RTK & Share 6100 X-PORT

Zobacz naszą ofertę specjalną na zestaw z bezzałogowym statkiem powietrznym Matrice 300 RTK oraz kamerą Share 6100 X-PORT. W zestawie otrzymasz 20% rabatu na oprogramowanie 3Dsurvey.