近年來消費級無人機使用越來越普遍,用來幹測繪的門檻也越來越低。随便拿台大疆四旋翼無人機,配上免費的第三方航線規劃軟體,再用網上到處能下載下傳的無人機影像處理軟體,就能輕松生成正射影像和傾斜三維模型。今天以大疆精靈系列無人機為例,主要介紹使用Pix4dCapture和Altizure軟體進行無人機正射和傾斜三維影像資料擷取,後續文章再單獨介紹無人機影像資料處理。
大疆精靈4 RTK版——無人機測繪神器。
1、飛行前準備
- 首先準備一台大疆精靈系列無人機(精靈3和4普通版都可以),在手機或平闆電腦上安裝對應的DJI Go飛控軟體(現在都需要注冊一個賬号并登陸才能使用),在DJI Go軟體中做好正常的設定,比如飛行限高和遙控器操控手等,并確定固件已更新,可以正常飛行。
- 在手機或平闆電腦上安裝Pix4dCapture或Altizure,這兩款都是免費的app,在行業内使用比較廣泛。
DJI GO軟體操控界面
2、Pix4dCapture軟體介紹
Pix4Dcapture是瑞士Pix4D公司基于深圳大疆、法國Parrot消費級飛行器研發的一款航測資料智能采集軟體。軟體分為4個子產品:Grid(正射影像采集)、Double Grid(三維模型采集)、Circular(熱點環繞)、Free Flight(自由飛行)。 通過Pix4D公司的雲處理服務或桌面級專業資料處理軟體Pix4Dmapper,不僅可以制作正射影像圖、實景三維模型、還可以建構較為精細的單建築實景三維模型和建築立面影像,使消費級飛行器搖身一變,成為強大的地圖測繪工具。
Pix4Dcapture是免費軟體,可以在安卓和IOS系統中運作(安卓版需要另外安裝Ctrl+DJI軟體),支援大疆精靈系列無人機(其他系列也有些支援);Pix4Dmapper為付費軟體(網上很多和諧版),可以桌面版運作也可以送出資料至雲服務平台運作,Pix4Dmapper軟體後續文章單獨介紹。
使用Pix4Dcapture軟體之前,需要先啟動DJI GO軟體,確定無人機可以正常起飛。然後拔出USB資料線,重新連接配接,會出現下面的提示,千萬不要勾選“下次預設選擇此項,不再提示”,勾了就不再提示選擇軟體了,這裡選擇Pix4Dcapture軟體。
啟動Pix4Dcapture軟體,需要先注冊并登陸Pix4D賬号。
登陸後,選擇使用的無人機型号後,彈出任務規劃界面,這裡提供多種類型的任務規劃。
上圖是Pix4Dcapture支援的任務選項,第一和第二個是正射航線規劃,第三個是三維航線規劃,第四個是環繞飛行,第五個是自由飛行(定時或定距拍照)。就測繪應用而言,正射航線規劃和三維航線規劃應用較多,但Pix4Dcapture的三維航線僅飛交叉航線(隻飛行2遍),相對于Altizure軟體飛行5條航線的三維效果而言,不建議使用Pix4Dcapture飛三維航線。下面主要介紹使用Pix4Dcapture軟體進行正射影像資料擷取。
Pix4Dcapture軟體正射航線規劃支援多邊形和矩形範圍規劃,其中多邊形範圍規劃比較實用,可以通過手動設定飛行範圍,調整參數進行正射航線規劃。
正射航線規劃時,需要将無人機相機鏡頭設定成90度,垂直向下拍攝;設定飛行高度,為保證安全飛行以及影像分辨率,建議飛行相對高度設定在120m以内;航向重疊(Front overlap)設定70%以上,旁向重疊(Side overlap)設定成60%以上。設定完成後,儲存任務,準備起飛。
Pix4Dcapture軟體進行上述檢查後,長按起飛按鈕3秒,無人機即可自動起飛并按照設定航線進行照片拍攝。以上起飛過程也支援先采用DJI GO軟體将無人機起飛懸停後,再切換到Pix4Dcapture軟體進行任務上傳,上傳後無人機根據設定航線執行飛行任務。
無人機執行飛行任務過程中,通過Pix4Dcapture軟體可以随時監控無人機位置及狀态,是否拍照,飛行過程中電量不足也會自動提醒返航。
飛行任務執行完後,無人機拍攝的照片存儲在無人機SD卡中,也可以将拍攝照片下載下傳到手機或平闆電腦檢查拍攝效果,也可以直接将SD卡中的照片拷貝到電腦上檢視。飛行POS資料記錄在對應的照片檔案中,可以使用本公衆号中的 大疆無人機照片定位神器 軟體檢視并導出照片POS資訊。
相關介紹:
Pix4Dcapture移動端飛行規劃軟體
Pix4Dcapture地面站APP測試報告
3、Altizure軟體介紹
Altizure app是由 Altizure.com 設計的一款無人機輔助拍照軟體。Altizure軟體可以控制飛機在設定路徑上飛行并進行定時拍照,,以自動采集五個方向的圖檔用作傾斜攝影,然後生成實景真三維模型,當然,也可以更有效地隻拍一個垂直方向生成正射影像。由于Altizure隻支援矩形範圍航線設計,是以正射航線規劃功能沒有Pix4Dcapture軟體好用,下面主要介紹使用Altizure軟體進行傾斜三維影像擷取。
跟使用Pix4Dcapture軟體一樣,使用Altizure軟體前,先打開DJI GO軟體,確定飛機可以正常起飛,然後拔出USB連接配接線,并重新連接配接,進入Altizure軟體。
單擊左側最上面的按鈕進行航線規劃。
手動調整飛行範圍,設定飛行高度、航向重疊和旁向重疊等,軟體自動生成5條飛行航線,通過單擊下面的數字進行航線切換和資訊檢視。第一條航線是無人機垂直向下拍攝,第二到第五條航線是相機朝測量區域中心位置傾斜一定角度(45度左右)進行拍照。
航線設定完成後開始任務,單擊左側中間的起飛按鈕自動執行資料采集任務。當飛行完一條航線後,飛機會懸停在終點,Altizure軟體裡會彈出視窗詢問下一步操作。此時你可以檢視電池電量來決定是否直接開始下一條航線飛行或是自動返航。
無人機飛行拍攝的照片同樣存儲在無人機SD卡中,需要拷貝到電腦中進行後續資料處理。
相關介紹:
Altizure地面站APP測試報告
4、像控點測量
以上介紹了使用Pix4Dcapture軟體和Altizure軟體規劃消費機無人機進行正射影像和傾斜三維影像的資料擷取,若想要後期處理得到高精度的正射影像或傾斜三維模型,還需要進行像控點測量(使用大疆精靈4 RTK版不需要測量像控點)。
像控點測量通常使用GPS RTK進行,這個需要專業的儀器裝置和測繪資質。像控點測量可以選取飛行區域明顯的地物特征點,如道路交叉點,明顯建築物拐點等,也可以飛行前自己布設像控點标志。像控點盡量均勻選取,并覆寫整個飛行區域。
像控點标志
若不進行像控點測量,直接對無人機影像資料進行處理,也可以得到飛行區域各地物之間的相對位置關系,但是絕對位置存在10米左右的偏差。
像控點布設請參考 無人機航測時如何正确布設像控點。
5、小結
1)建議使用Pix4Dcapture軟體擷取正射影像,使用Altizure軟體擷取傾斜三維影像;
2)Pix4Dcapture和Altizure都需要配合DJI GO軟體使用,其中Pix4Dcapture安卓版還需要安裝Ctrl+DJI軟體,通過插拔USB連接配接線進行各軟體的切換,千萬不要勾選“下次預設選擇此項,不再提示”;
3、不論通過何種軟體(第三方軟體或DJI GO手動拍攝)擷取的大疆無人機照片,其POS資料均已寫入到了照片的EXIF資訊中,後期影像處理軟體都可以自動識别;
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