Пример 3D-реконструкции с помощью DJI Matrice 4E

В этой статье мы покажем вам на конкретном примере, как использовать новую промышленную платформу DJI Matrice 4E для создания трехмерных моделей зданий. Взятый в качестве примера объект – это сторожка и особняк XVI века в Ротереме (Великобритания). В процесс сбора данных для будущей трехмерной модели DJI Matrice 4E показал впечатляющие возможности и продемонстрировал все преимущества нового функционала платформы, позволяющего оптимизировать процесс трехмерной реконструкции сложных структур. 

DJI Matrice 4E был специально создан для выполнения быстрой и точной съемки, а также облегчения процесса съемки для создания 3D-моделей. Специалисты, проводившие исследование в описываемом ниже примере воспользовались набором усовершенствованных функций платформы для создания реалистичной оцифровки исторической недвижимости класса Grade II (согласно британской системе классификации исторических памятников). Новые и наиболее примечательные функции DJI Matrice 4E включают:

• Режим Smart 3D Capture: упрощает захват 3D-модели, создавая точные маршруты картографирования на основе грубой модели.
• 5-направленная наклонная съемка: подвес интеллектуально вращается и снимает под несколькими углами, что повышает эффективность на 40% по сравнению с 3-направленной интеллектуальной наклонной съемкой DJI Mavic 3 Enterprise.
• Специальная геодезическая полезная нагрузка: 4/3 CMOS-матрица 20 Мп с механическим затвором, поддерживающая быструю съемку с интервалом 0,5 секунды для высокоскоростной съемки с нескольких углов.
• Внутрикамерная коррекция искажений: высокоточная внутрикамерная коррекция искажений с остаточным искажением менее 2 пикселей. При использовании с DJI Terra точность реконструкции повышается.

Эти функции позволили команде специалистов завершить обследование за час и создать качественную 3D-модель, как видно на изображениях ниже. Участники проекта были приятно удивлены возможностями DJI Matrice 4E, который они назвали “впечатляющим геодезическим дроном”, который на конкретном примере продемонстрировал свои возможности по созданию высокодетализированных 3D-реконструкций и цифровых двойников. По мнению сотрудников, при использовании в этом качестве, Matrice 4E идеально подходит для организаций, работающих в таких отраслях, как охрана памятников, проектирование, строительство и службы общественной безопасности.

Режим Smart 3D Capture

Одной из выдающихся особенностей DJI Matrice 4E является новый режим Smart 3D Capture. Эта функция упрощает создание 3D-реконструкции, оптимизируя процесс создания детализированной модели и облегчая измерения зданий неправильной формы. На основе грубой модели на месте обследования пульт дистанционного управления можно использовать для создания точных маршрутов картографирования вблизи поверхности конструкции и таким образом улучшить детализацию модели.

Режим Smart 3D Capture наглядно доказал свои превосходные возможности на примере оцифровки руин особняка Торп Сальвин Холл. Весь рабочий процесс описан ниже:

• Шаг первый — создание приближенной (грубой) модели:

Сначала команда запустила DJI Matrice 4E, чтобы на основе первых снимков  создать базовую модель. Затем в приложении Pilot 2 специалисты импортировали файлы с фотографиями миссии и выбрали те, что подходили для создания приблизительной модели из облака точек. Был совершен полет для выполнения наклонной съемки, чтобы сфотографировать здание с различных углов и ракурсов. Это заняло пару минут.

• Шаг второй — планирование маршрута полета:

После определения области съемки на пульте управления автоматически был сгенерирован 3D-план полета. Были установлены такие параметры, как скорость полета и дальность съемки. Также использовалась функция уточнения модели.

План полета был выведен на дисплей пульта управления DJI RC Plus 2 Enterprise. Это новая версия контроллера, обладающего классом защиты IP54. Пульт способен работать до 7 часов от аккумулятора (3,8 часа – от встроенного аккумулятора и 3,2 часа – от внешнего аккумулятора). Важное преимущество пульта – большой сверхъяркий сенсорный ЖК-дисплей размером 7,02 дюйма (максимальная яркость 1400 нит). Пульт улучшил визуализацию полетного плана и последующих полетов.

• Шаг третий — полет по запланированному маршруту:

Запланированный маршрут был загружен в M4E для выполнения. Миссия включала в себя 5-направленную наклонную съемку для сбора визуальных данных. Во время этого подвес вращается и снимает под разными углами, чтобы получить фотографии здания с разных ракурсов за один полет. Это повышает эффективность работы и позволяет создать подробные модели. Также стоит сказать, что эта функция поддерживает установку контрольных точек маршрута для недопущения полетов по опасным направлениям.

• Шаг четвертый — Отчет о результатах съемки:

После полета был сделан и просмотрен отчет о съемки, который помог оценить  качество сбора данных. Отчет включал данные: об области съемки; коэффициенте перекрытия; качестве коррекции искажений механического затвора; количестве фотографий; и данных позиционирования RTK. Когда стало ясно, что этого вполне достаточно, данные были обработаны в DJI Terra, после чего программа создала трехмерную модель. 

Отчет лучше всего показал, насколько полезен новый режим съемки Smart 3D Capture. По мнению специалистов, это мощный новый инструмент, который упрощает и автоматизирует процесс создания надежной 3D-реконструкции. Эта функция позволяет пилотам выполнять подробные измерения и моделировать здания даже неправильной формы, как, например, руины особняка Торп Сальвин Холл. Не менее важна возможность генерировать точные маршруты картографирования вблизи поверхности в сочетании с мощными функциями обхода препятствий. Операторам дрона это позволяет выполнять разнообразное и сложное моделирование на близких расстояниях, облегчая создание точных цифровых двойников, а также проведение точных инспекций.

DJI Matrice 4E: съемка больших территорий

Сбор данных по Торп Сальвин Холл показал ценность дрона для создания 3D-моделей. Однако DJI M4E можно также использовать и для других задач. Например, для выполнения картографических работ на больших участках. Причем эту операцию позволяет эффективно и быстро выполнить сочетание трех факторов: 

• специальной матрицы визуальной камеры, 
• достаточной высокой полетной скорости почти в 75 км/ч,
• 49 минутами полетного времени.

Кроме того, Matrice 4E поддерживает 3-направленную ортофотосъемку. Это идеально подходит для крупномасштабных топографических и архитектурных съемок, как показано в таблице ниже.

Использование 3-направленной ортофотосъемки с помощью Matrice 4 Enterprise позволяет сократить полетное время для выполнения задачи на 44%. А это ускоряет получение данных, обеспечивает достаточный охват и боковое перекрытие. Все это важные составные элементы высокой эффективности DJI Matrice 4E при сборе данных с воздуха. Испытания показали, что за один полет можно выполнить картографические операции на площади 2,8 квадратных километров.

Повышенная эффективность работы делает этот режим особенно ценным для крупномасштабных геодезических миссий, особенно в регионах с минимальными перепадами высот. Matrice 4E, оснащенный встроенным модулем RTK, совместим с новой высокоточной многофункциональной станцией D-RTK 3, которую можно использовать в качестве базовой станции, ровера или для ретрансляторов.

DJI Matrice 4E: точные инспекции

DJI M4E предназначен для точной съемки, но его также можно использовать в качестве надежного инструмента визуального осмотра. Помимо широкоугольной камеры, дрон оснащен 7-кратной телекамерой с 112-кратным гибридным зумом и 3-кратной средней телекамерой для улучшенного непрерывного зума. Он также оснащен лазерным дальномером с диапазоном измерения до 1800 м, предоставляющим информацию об измерениях в режиме реального времени.

DJI Matrice 4E: другие важные функции

DJI Matrice 4E оснащен набором интеллектуальных функций, улучшающих сбор данных и безопасность полета.

В том числе:

• ИИ: DJI M4E использует встроенный ИИ, поддерживающий обнаружение людей, транспортных средств и лодок в реальном времени.
• Эффективность при слабом освещении: улучшенный обход препятствий в условиях слабого освещения и режим ночной съемки.
• Быстрее и безопаснее: быстрый взлет в течение 15 секунд; защита от помех GNSS; улучшенное позиционирование GNSS и слияния зрения.
• Модернизированные аксессуары: включает динамик и прожектор.

Пример с построением трехмерной модели исторического памятника демонстрирует важные преимущества нового коммерческого квадрокоптера. Но, как мы видим, беспилотная платформа обладает гибкостью и способна выполнять другие важные задачи в области геодезии, строительства, проектирования и выполнения поисковых операций. Если вы все еще задумываетесь о покупке высокопроизводительного промышленного коптера, то самое время обратить внимание на DJI Matrice 4E.