Smart 3D Capture funkcionalumo praktiniai aspektai, naudojant DJI Matrice 4E droną

GeoNovus bepiločių orlaivių pardavimų komanda įgyvendino pažangią Smart 3D Capture misiją, naudojant DJI Matrice 4E droną. Skrydžio metu buvo tiksliai nuskenuota Utenos Kristaus Žengimo į dangų bažnyčia. Šio tipo misija pasirinkta, nes buvo iškeltas tikslas - surinkti aukštos kokybės duomenis iš labai arti - fiksuojant fasado ornamentiką. 

Prieš pradedant Smart 3D Capture misiją, pirmiausia buvo įvykdyta Smart Oblique misija – tai būtinas žingsnis, be kurio neįmanoma pradėti 3D Capture misijos. Smart Oblique misijos metu dronas skrido 60 m aukštyje, su 80/80 % persidengimu, o kamera fotografavo objektą iš penkių skirtingų kampų. Per 6 minutes buvo užfiksuotos 351 nuotraukos. Panaudojus šias nuotraukas, drono valdymo pulte, sugeneruotas retas taškų debesis (sparse point cloud), kuris ir tapo pagrindu vėlesnei Smart 3D Capture trajektorijos generacijai.

Turint aktualų taškų debesį, valdymo pulte, rankiniu būdu, pažymėtas tūris aplink tiriamą bažnyčią – erdvė, kurioje siekta surinkti ypač tikslius duomenis. Atsižvelgiant į objekto sudėtingumą, nustatytas reikalingas GSD  (atstumas iki paviršiaus) ir sistema automatiškai parinko optimalų skrydžio maršrutą. Jame papildomai buvo koreguotas skrydžio aukštis – trajektorijos linijoms pridėta +3 metrai nuo žemės paviršiaus, siekiant užtikrinti saugų atstumą nuo žmonių bei transporto priemonių. Smart 3D Capture misijos metu per maždaug 15 minučių buvo padaryta 1515 nuotraukų. Iš jų sugeneruotas itin detalus taškų debesis ir 3D modelis, kuriame aiškiai matomos net smulkiausios architektūrinės detalės.

Didžiausi iššūkiai – apatinės skrydžio linijos, kur rizika susidurti su kliūtimis didžiausia. Netoliese augantys medžiai ir šalia einančios elektros linijos pareikalavo didelio dėmesio. Elektros laidai nebuvo atvaizduoti taškų debesyje, o drono sensoriai jų taip pat neaptiko – vienu momentu praskridimas vyko vos 20–30 cm nuo laidų, todėl misijos eiga toje vietoje buvo lėta ir itin atsargi.

Techniniai Smart 3D Capture misijos parametrai:

• Tikslumas (GSD): 0.4 cm/pixel

• Atstumas nuo objekto: 14.9 m

• Greitis: 3.2 m/s

• Persidengimas: 70/70 %

Rekomendacijos iš praktikos:

• Prieš paleidžiant misiją – apeiti objektą ir įvertinti aplinką, ypač galimas kliūtis.
• Pirmąsias apatines trajektorijos linijas – stebėti gyvai, einant už drono ar iš šono, vengiant patekti į kameros matymo lauką.
• Jei tarp drono ir objekto yra aktyvus žmonių ar transporto judėjimas, verta laikinai sustabdyti skrydį – taip išvengiama triukšmo duomenyse ir pasiekiami geresni rezultatai.

Taigi Smart 3D Capture – tai pažangus sprendimas tiksliam vertikalių objektų modeliavimui. Ši technologija leidžia automatiškai rinkti didelio detalumo duomenis iš arti, net ir pakankamai sudėtingose aplinkose. Nors tokio tipo misijos reikalauja didesnio piloto įsitraukimo ir atsargumo nei standartiniai skrydžiai, rezultatai – aukštos raiškos 3D modeliai su centimetriniu tikslumu – visiškai pateisina investuotą laiką ir dėmesį.

Misijos duomenų apdorojimui pasirinkta „Pix4Dmatic“ programinė įranga – viena populiariausių fotogrametrijos platformų. Ji pasižymi dideliu tikslumu, stabilumu dirbant su dideliais duomenų kiekiais bei itin gerai tinka architektūrinių objektų modeliavimui. Šiuo atveju „Pix4Dmatic“ buvo optimaliausias sprendimas – importavus 1515 nuotraukų, sistema efektyviai sugeneravo tankų taškų debesį (dense point cloud) ir detalų 3D tinklą (mesh). Šie rezultatai puikiai tinka vizualizacijoms ar techninei analizei.

Dalinamės darbiniu failu, kuriame patys galite atlikti matavimus ar paanalizuoti architektūros objekto fasadą, ornamentiką:

3D modelis, sugeneruotas PIX4D programinėje įrangoje

Utenos Kristaus Žengimo į dangų bažnyčios 3D modelis, sukurtas naudojant „Pix4Dmatic“ programinę įrangą

Taškų debesis iš Smart Oblique misijos su suplanuota Smart 3D Capture skrydžio trajektorija

Realaus laiko Smart 3D Capture skrydis su DJI Matrice 4E dronu aplink analizės objektą

x:0;y:0