3d mapping camera

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コントロールポイントとPPKデータが3Dモデルの相対精度にどのように影響するか

この2つの実験では、3Dモデルの相対的な精度を検証するために4つの異なる変数を導入しました。4つの異なる変数は次のとおりです。

1:キャリアドローンの種類:VTOLドローンまたはマルチロータードローン

2:異なるGSD

3:地上制御点あり/なし

4:PPKデータあり/なし

実験1:3Dモデルの相対精度に対する地上制御点(GCP)の影響。

条件1

空母ドローン

斜めカメラ

GSD

PPK

CW10 VTOL

DG4pros

2cm

はい

結果表1:

オブジェクトの数

測定長さ(L0)

GCPなしの3Dモデルの長さ(L1)

GCPを使用した3Dモデルの長さ(L2)

Ds1(L0-L1)

Ds2(L0-L2)

1

7.210

7.20

7.21

0.01

0.00

 

8.706

8.71

8.68

0.00

0.03

 

10.961

10.87

10.90

0.09

0.06

2

7.010

6.89

6.98

0.12

0.03

3

1.822

1.79

1.80

0.03

0.02

4

10.410

10.39

10.40

0.02

0.01

5

10.718

10.67

10.70

0.05

0.02

6

13.787

13.75

13.77

0.04

0.02

7

11.404

11.39

11.39

0.01

0.01

 

12.147

12.13

12.13

0.02

0.02

8

7.526

7.51

7.49

0.02

0.04

 

13.797

13.79

13.81

0.01

-0.01

9

10.374

10.35

10.36

0.02

0.01

10

2.109

2.03

2.02

0.08

0.09

 

4.281

4.15

4.16

0.13

0.12

11

14.675

14.61

14.66

0.07

0.02

 

8.600

8.60

8.54

0.00

0.06

12

13.394

13.37

13.35

0.02

0.04

13

12.940

12.88

12.89

0.06

0.05

14

7.190

7.20

7.18

-0.01

0.01

15

13.371

13.36

13.35

0.01

0.02

 

6.435

6.40

6.41

0.03

0.02

16

3.742

3.75

3.72

-0.01

0.02

17

6.022

5.97

5.98

0.05

0.04

18

3.937

3.93

3.89

0.01

0.05

19

8.120

8.10

8.12

0.02

0.00

 

14.411

14.40

14.40

0.01

0.01

20

6.077

6.04

6.03

0.04

0.05

21

13.696

13.65

13.66

0.05

0.04

RMSE:Ds1 = 0.0342m、Ds2 = 0.0308m

条件2

空母ドローン

斜めカメラ

GSD

PPK

CW10 VTOL

DG4pros

2cm

番号

結果表2:

オブジェクトの数

測定長さ(L0)

GCPなしの3Dモデルの長さ(L1)

GCPを使用した3Dモデルの長さ(L2)

Ds1(L0-L1)

Ds2(L0-L2)

1

7.210

7.18

7.18

0.030

0.030

 

8.706

8.69

8.68

0.016

0.026

 

10.961

10.89

10.91

0.071

0.051

2

7.010

6.88

6.92

0.130

0.090

3

1.822

1.76

1.79

0.062

0.032

4

10.410

10.38

10.39

0.030

0.020

5

10.718

10.65

10.66

0.068

0.058

6

13.787

13.72

13.77

0.067

0.017

7

11.404

11.41

11.38

-0.006

0.024

 

12.147

12.13

12.12

0.017

0.027

8

7.526

7.44

7.47

0.086

0.056

 

13.797

13.83

13.83

-0.033

-0.033

9

10.374

10.35

10.34

0.024

0.034

10

2.109

1.98

2.03

0.129

0.079

 

4.281

4.14

4.18

0.141

0.101

11

14.675

14.55

14.59

0.125

0.085

 

8.600

8.58

8.57

0.020

0.030

12

13.394

13.36

13.35

0.034

0.044

13

12.940

12.95

12.92

-0.010

0.020

14

7.190

7.21

7.21

-0.020

-0.020

15

13.371

13.36

13.36

0.011

0.011

 

6.435

6.37

6.43

0.065

0.005

16

3.742

3.74

3.72

0.002

0.022

17

6.022

6.03

6.00

-0.008

0.022

18

3.937

3.91

3.94

0.027

-0.003

19

8.120

8.09

8.09

0.030

0.030

 

14.411

14.40

14.41

0.011

0.001

20

6.077

6.06

6.03

0.017

0.047

21

13.696

13.68

13.65

0.016

0.046

RMSE:Ds1 = 0.0397m、Ds2 = 0.0328m

条件3

空母ドローン

斜めカメラ

GSD

PPK

CW10 VTOL

DG4pros

1.5cm

はい

結果表3:

オブジェクトの数

測定長さ(L0)

GCPなしの3Dモデルの長さ(L1)

GCPを使用した3Dモデルの長さ(L2)

Ds1(L0-L1)

Ds2(L0-L2)

1

7.210

7.20

7.21

0.01

0.00

 

8.706

8.69

8.7

0.02

0.01

 

10.961

10.88

10.89

0.08

0.07

2

7.010

6.87

6.99

0.14

0.02

3

1.822

1.75

1.78

0.07

0.04

4

10.410

10.38

10.39

0.03

0.02

5

10.718

10.69

10.69

0.03

0.03

6

13.787

13.78

13.76

0.01

0.03

7

11.404

11.38

11.39

0.02

0.01

 

12.147

12.12

12.12

0.03

0.03

8

7.526

7.49

7.51

0.04

0.02

 

13.797

13.78

13.8

0.02

0.00

9

10.374

10.34

10.35

0.03

0.02

10

2.109

2.02

2.11

0.09

0.00

 

4.281

4.21

4.28

0.07

0.00

11

14.675

14.65

14.68

0.03

0.00

 

8.600

8.57

8.53

0.03

0.07

12

13.394

13.40

13.37

-0.01

0.02

13

12.940

12.89

12.91

0.05

0.03

14

7.190

7.18

7.2

0.01

-0.01

15

13.371

13.38

13.35

-0.01

0.02

 

6.435

6.46

6.4

-0.03

0.03

16

3.742

3.75

3.71

-0.01

0.03

17

6.022

5.97

5.98

0.05

0.04

18

3.937

3.91

3.89

0.03

0.05

19

8.120

8.08

8.1

0.04

0.02

 

14.411

14.38

14.39

0.03

0.02

20

6.077

6.05

6.03

0.03

0.05

21

13.696

13.67

13.64

0.03

0.06

RMSE:Ds1 = 0.0328m、Ds2 = 0.0249m

条件4

空母ドローン

斜めカメラ

GSD

PPK

CW10 VTOL

DG4pros

1.5cm

番号

結果表4:

オブジェクトの数

測定長さ(L0)

GCPなしの3Dモデルの長さ(L1)

GCPを使用した3Dモデルの長さ(L2)

Ds1(L0-L1)

Ds2(L0-L2)

1

7.210

7.20

7.21

0.010

0

 

8.706

8.65

8.68

0.056

0.026

 

10.961

10.90

10.87

0.061

0.091

2

7.010

6.86

6.88

0.150

0.13

3

1.822

1.76

1.76

0.062

0.062

4

10.410

10.37

10.38

0.040

0.03

5

10.718

10.68

10.72

0.038

-0.002

6

13.787

13.71

13.79

0.077

-0.003

7

11.404

11.38

11.38

0.024

0.024

 

12.147

12.12

12.13

0.027

0.017

8

7.526

7.49

7.53

0.036

-0.004

 

13.797

13.77

13.78

0.027

0.017

9

10.374

10.35

10.37

0.024

0.004

10

2.109

2.09

2.11

0.019

-0.001

 

4.281

4.19

4.28

0.091

0.001

11

14.675

14.64

14.67

0.035

0.005

 

8.600

8.57

8.58

0.030

0.02

12

13.394

13.38

13.39

0.014

0.004

13

12.940

12.91

12.9

0.030

0.04

14

7.190

7.20

7.19

-0.010

0

15

13.371

13.38

13.37

-0.009

0.001

 

6.435

6.43

6.42

0.005

0.015

16

3.742

3.70

3.7

0.042

0.042

17

6.022

5.99

5.98

0.032

0.042

18

3.937

3.94

3.91

-0.003

0.027

19

8.120

8.12

8.07

0.000

0.05

 

14.411

14.37

14.38

0.041

0.031

20

6.077

6.04

6.04

0.037

0.037

21

13.696

13.65

13.65

0.046

0.046

RMSE:Ds1 = 0.0356m、Ds2 = 0.0259m

条件5

空母ドローン

斜めカメラ

GSD

PPK

DJI M600Proマルチローター

DG4pros

1.5cm

番号

結果表5:

オブジェクトの数

測定長さ(L0)

GCPなしの3Dモデルの長さ(L1)

GCPを使用した3Dモデルの長さ(L2)

Ds1(L0-L1)

Ds2(L0-L2)

1

7.210

7.19

7.21

0.02

0.00

 

8.706

8.70

8.70

0.01

0.01

 

10.961

10.91

10.91

0.05

0.05

2

7.010

6.98

6.98

0.03

0.03

3

1.822

1.79

1.80

0.03

0.02

4

10.410

10.39

10.39

0.02

0.02

5

10.718

10.69

10.70

0.03

0.02

6

13.787

13.76

13.75

0.03

0.04

7

11.404

11.38

11.38

0.02

0.02

 

12.147

12.12

12.13

0.03

0.02

8

7.526

7.50

7.49

0.03

0.04

 

13.797

13.77

13.79

0.03

0.01

9

10.374

10.33

10.35

0.04

0.02

10

2.109

2.02

2.07

0.09

0.04

 

4.281

4.20

4.21

0.08

0.07

11

14.675

14.65

14.66

0.03

0.02

 

8.600

8.57

8.57

0.03

0.03

12

13.394

13.35

13.35

0.04

0.04

13

12.940

12.92

12.93

0.02

0.01

14

7.190

7.17

7.18

0.02

0.01

15

13.371

13.35

13.36

0.02

0.01

 

6.435

6.41

6.42

0.02

0.01

16

3.742

3.70

3.71

0.04

0.03

17

6.022

5.99

6.00

0.03

0.02

18

3.937

3.89

3.91

0.05

0.03

19

8.120

8.08

8.10

0.04

0.02

 

14.411

14.36

14.35

0.05

0.06

20

6.077

6.06

6.06

0.02

0.02

21

13.696

13.65

13.67

0.05

0.03

RMSE:Ds1 = 0.0342m、Ds2 = 0.0256m

結論

実験1の変数は次のとおりです。

1:PPKデータあり/なし。

2:キャリアドローンタイプ:VTOLドローンまたはマルチロータードローン

3:異なるGSD:1.5cmまたは2cm

5セットの実験データを分析した後、次の結論を導き出すことができます。

斜めカメラがDG4Prosの場合:

(1)AT三角測量に関与する地上制御点(GCP)の有無にかかわらず、VTOLまたはマルチロータードローンであるかどうか、GSDが2cmまたは1.5cmであるかどうかにかかわらず、斜めカメラDG4Prosによって構築された3Dモデルは相対精度誤差Ds≤10cmの要件。

(2)GCPの有無が単一変数の場合、GCPを使用した3Dモデルの相対精度はGCPを使用しない場合よりも優れています。

(3)GSDが単一変数の場合、GSD1.5cmの3Dモデルの相対精度はGSD2cmよりも優れています。

(4)キャリアドローンが単一変数の場合、マルチローターを使用した場合の3Dモデルの相対精度は、キャリアドローンとしてVTOLを使用した場合よりも優れています。

実験2:GCPを使用しない場合、3Dモデルの相対精度に対するPPKデータの影響

条件1

空母ドローン

斜めカメラ

GSD

GCP

CW10 VTOL

DG4pros

2cm

番号

結果表1:

オブジェクトの数

測定長さ(L0)

PPKなしの3Dモデルの長さ(L1)

PPKを使用した3Dモデルの長さ(L2)

Ds1(L0-L1)

Ds2(L0-L2)

1

7.210

7.18

7.20

0.030

0.01

 

8.706

8.69

8.71

0.016

0.00

 

10.961

10.89

10.87

0.071

0.09

2

7.010

6.88

6.89

0.130

0.12

3

1.822

1.76

1.79

0.062

0.03

4

10.410

10.38

10.39

0.030

0.02

5

10.718

10.65

10.67

0.068

0.05

6

13.787

13.72

13.75

0.067

0.04

7

11.404

11.41

11.39

-0.006

0.01

 

12.147

12.13

12.13

0.017

0.02

8

7.526

7.44

7.51

0.086

0.02

 

13.797

13.83

13.79

-0.033

0.01

9

10.374

10.35

10.35

0.024

0.02

10

2.109

1.98

2.03

0.129

0.08

 

4.281

4.14

4.15

0.141

0.13

11

14.675

14.55

14.61

0.125

0.07

 

8.600

8.58

8.60

0.020

0.00

12

13.394

13.36

13.37

0.034

0.02

13

12.940

12.95

12.88

-0.010

0.06

14

7.190

7.21

7.20

-0.020

-0.01

15

13.371

13.36

13.36

0.011

0.01

 

6.435

6.37

6.40

0.065

0.03

16

3.742

3.74

3.75

0.002

-0.01

17

6.022

6.03

5.97

-0.008

0.05

18

3.937

3.91

3.93

0.027

0.01

19

8.120

8.09

8.10

0.030

0.02

 

14.411

14.40

14.40

0.011

0.01

20

6.077

6.06

6.04

0.017

0.04

21

13.696

13.68

13.65

0.016

0.05

RMSE Ds1 = 0.0397m、Ds2 = 0.0342m