쿼드 코프 사진 측량법 - 💡 Fix My Ideas

쿼드 코프 사진 측량법

쿼드 코프 사진 측량법


저자: Ethan Holmes, 2019

미디어 아트와 컴퓨터 과학 분야의 대학원 프로그램이 끝나갈 무렵 나는 더 이상 관심이 없었던 논문 작업에 매달렸다. 나는 동기 부여를 잃어 버렸고 대학원에서 끝낼 수 있을지 모른다고 생각했다. 내 자신을 포함하여 완성되지 못하고 기대를 충족시키지 마십시오. 이번에 내 친구가 쿠바에 갈 수업을 신청했습니다. 이것은 내가 놓칠 수없는 기회 였고 그래서 나는 가입했다. 이 모험은 저의 새로운 논문이 될 것의 기원을 포함하여 저를 다른 많은 사람들에게 인도했습니다.

나는 오랫동안 R / C 비행 애호가였습니다. 어린 시절에 아빠와 나는 작고 가스로 작동하는 발사 목재 판을 만들었습니다. 그것은 끈에 묶여 있었고, 당신은 원 안에서만 날 수있었습니다. 가난한 비행기는 처녀 비행에서 살아남지 못했습니다. 그것은 우리가 그것을 재건 할 여유가 없었던 것에 따라 수년 동안 나의 R / C 경험을 끝 마쳤다. 당시 R / C의 모든 것의 가격은 많은 사람들에게 비용이 많이 들게했습니다.

2 년 전 나는 새 취미를 발견했다. 나는 형제를 위해 약간의 R / C 헬리콥터를 구입했고, 품질, 비행 시간 및 기동성에 놀랐다. 나는 약간의 조사를하기 시작했고 완전히 새로운 R / C의 세계를 발견했다. 이 혁명은 비싸고 지저분한 가스 모터를 대체하고 전기 모델을보다 현실적인 제안으로 만든 리튬 폴리머 배터리 및 브러시리스 모터의 출현과 확산으로 주로 발생했습니다. 그래서 내 집착이 시작되었습니다.

그것은 작은 헬리콥터로 시작되었습니다. 그런 다음 부품으로 만든 대형 헬리콥터. 이것은 항공기로 이어졌습니다. FPV (일인칭 시점) 비행을 시작한 방법이었습니다. 곧 3 차원 운동의 자유와 카메라를위한 매우 안정된 플랫폼을 제공하는 트리 코프 터 및 쿼드 코터가 출시되었습니다.

그 후 쿠바, 사진 측량 및 내 영감없는 논문에서 해방했다. Photogrammetry는 일련의 (일반적으로 수백 개의) 사진을 찍어 객체의 3D 모델을 생성하는 방법입니다. 개념은 현대 사진만큼 오래되었습니다. 변경된 사항은 디지털 사진 및 소프트웨어 사용입니다. 소프트웨어는 모든 사진을 찍어 비교하여 일치하는 지점을 찾습니다. 그런 다음 소프트웨어는 이러한 점을 사용하여 깊이를 계산합니다.

뉴 멕시코 고원 대학교 (New Mexico Highlands University)의 미디어 아트 대학원 프로그램을 통해 사진, 사진 측량법 및 아이디어 교환을 위해 쿠바로 여행했습니다. 한 가지 목표는 올드 하바나 건물 복원을 담당하는 역사가 사무실에 연락하는 것이 었습니다.

Highlands University는 조지아 오 키프 박물관 (Georgia O'Keeffe Museum)과 함께 약 1 년 동안 보존 및 보존을위한 도구로 사진 측량법을 개발하고 있습니다. 우리는이 간단하고 저렴한 기술을 역사 학자 사무실의 구성원과 공유하기를 원했습니다. 우리는 그들과 접촉하고, 그들이하는 일에 대해 더 많이 배우고, 사진 측량법을 사용하여 역사적인 사물과 현장을 문서화하기 위해 개발 한 방법을 보여주었습니다. 그들은 매우 흥분해서 우리에게 여러 건물과 구조물의 사진 측량 모델을 만들 기회를 제공했습니다.

이것은 현장에서 사진 측량법을 사용하는 나의 첫 번째 기회 였고 가능했던 것에 깊은 인상을 받았습니다. 그러나 여러 구조물을 문서화하는 과정에서 이미지의 틈이 생겨 지상에서 사진을 찍는 것이 제한적 이었음이 분명해졌습니다. 일단 우리가 Hotel Santa Isabel의 예비 모델을 만들었 으면, 견고한 3D 모델이 아닌 블랙홀 (black hole)으로 볼 때 필연적으로 데이터 영역에 시야가 올라간다는 것을 발견했습니다.

나는 건물을 완전히 볼 수있는 여러 가지 방법을 생각하기 시작했다. 한 가지 분명한 방법은 유압식 리프트를 임대하는 것이지만 좁은 공간에서는 비용이 많이 들고 비실용적입니다. 헬리콥터가 작동 할 수도 있지만 비용이 많이들 것입니다. 그런 다음 나에게 타격을주었습니다. 접근 할 수없는 지역을 촬영하기 위해 다기관 R / C 항공기를 사용할 수있었습니다. 사진과 R / C 세계에 대한 나의 열정은 아름다운 방식으로 모였습니다.

내가 쿠바에서 돌아 왔을 때 나는 즉시 일을해야했다. 나는 최근에 쿼드 코터 (quadcopters)를 구축하기 시작했으며, 내가 소유 한 것은 더 나은 날을 보았습니다. 그러나 나는 개념 증명 빌드를 위해 카메라를 들고 그것을 수정하기 시작했다. 내 초기 테스트에서는 시간 경과를 위해 설정된 GoPro Hero HD와 주제로 사용 된 집을 사용했습니다. 나는 200 장의 사진을 찍었고 그 결과는 아름답지는 않지만 아주 고무적이었다. 필자는 대규모 구조물의 사진 측량 모델을 만들기 위해 안정화 된 카메라 플랫폼으로 특수 제작 된 쿼드 코프를 제작하기 시작했습니다.

처음부터 나는 그것이 저렴하고 접근 가능할 것이라는 결론을 얻었으며, 나는 나의 생각이 다른 사람들을 격려하고 교육시킬 수 있기를 희망했다. 가장 간단한 형태의 사진 측량법은 컴팩트 디지털 카메라와 놀랍도록 좋은 결과를 가진 노트북으로 할 수 있습니다. 그러나 완성 된 모델의 원하는 품질이 올라감에 따라 하드웨어 요구 사항과 처리 시간이 크게 증가합니다.

일단 새로운 쿼드 코터를 만들었 으면 데이터를 테스트하고 수집하기 시작했습니다. 그것은 완벽하게 작동했습니다. 나는 처리 할 수있는 사진 수백을 모았고 내 주제였던 역사적인 다중 스토리 건물의 완전한 3D 모델로 바뀌었다. 사진을 처리하고 소프트웨어로 완전한 모델을 만들었을 때, 나는 내 방법론이 튼튼하고 대규모 구조물의 사진 측량을위한 유용한 도구로서 완전히 실행 가능하다고 결론을 내렸다.

필드 테스트와 관련하여 필자는 자신의 쿼드 코프로 시작하는 데 관심이있는 모든 사용자를 돕기 위해 블로그를 만들었습니다. Uav3-d.info에는 quadcopter 비행의 모든 ​​개념에 관한 기사가 있으므로이 기술에 가장 익숙하지 않은 사람도 액세스 할 수 있습니다.


내 설정

MULTIROTOR : dictrones.com의 APM 2.5 컨트롤러 보드를 사용하여 rctimer.com의 부품을 사용하여 맞춤 제작. 30-Amps SimonK ESC (전자 속도 조절기)와 10x4.77 "탄소 섬유 소품이있는 900kV 모터가 있습니다.

카메라 : Canon PowerShot에서 CHDK 사용자 정의 펌웨어를 실행하면 카메라가 RAW 형식으로 사진을 찍고 자동으로 사진을 찍을 수 있습니다.


사진 측량 팁

  1. 초점 거리가 고정 된 디지털 카메라가 가장 좋습니다.
  2. 사진이 60 % ~ 80 % 중복되는지 확인하십시오.
  3. 사진을 대상과 일정한 거리에서 수평으로 가져갑니다.
  4. 균일 한 조명은 좋은 모델을 만드는 데 중요합니다.
  5. Agisoft PhotoScan에서 이미지 처리.
  6. 노트북에서 저품질 ​​모델을 생성 할 수 있습니다. 고품질 모델은 128GB RAM을 갖춘 다중 GPU 시스템이 필요합니다.
  7. 작은 모델의 경우 30 ~ 60 장의 사진으로 벗어날 수 있습니다. 더 큰 모델 (예 : 건물)에는 수천 개의 이미지가 필요할 수 있습니다. 사진이 많을수록 더 자세하게 표현할 수 있습니다.

이 기사는 MAKE Volume 37, 42 페이지에 실렸다.



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