カメラに「同期制御」が必要な理由
飛行中、ドローンが斜めカメラの5つのレンズにトリガー信号を与えることは誰もが知っています。理論的には、5つのレンズを完全に同期させて露光し、1つのPOS情報を同時に記録する必要があります。しかし、実際の運用過程では、ドローンがトリガー信号を送信した後、5つのレンズを同時に露光できないことがわかりました。なぜこれが起こったのですか？
飛行後、異なるレンズで収集された写真の総容量は一般的に異なることがわかります。これは、同じ圧縮アルゴリズムを使用する場合、グラウンドテクスチャ機能の複雑さが写真のデータサイズに影響し、カメラの露出同期に影響するためです。
さまざまなテクスチャ機能
フィーチャのテクスチャが複雑になるほど、カメラが解決、圧縮、および書き込みする必要のあるデータの量が多くなり、これらの手順を完了するのにかかる時間が長くなります。保存時間が臨界点に達すると、カメラはシャッター信号に時間内に応答できなくなり、露光動作が遅れます。
2回の露光の間隔が、カメラがフォトサイクルを完了するのに必要な時間よりも短い場合、カメラは露光を時間内に完了できないため、写真を誤って撮影します。したがって、操作の過程で、カメラの同期制御技術を使用して、カメラの露出動作を統一する必要があります。
同期制御技術の研究開発
以前、ソフトウェアでATを実行した後、空中の5つのレンズの位置誤差が非常に大きくなることがあり、カメラ間の位置差が実際には60〜100cmに達する可能性があることを発見しました。
しかし、地上でテストしたところ、カメラの同期はまだ比較的高く、応答は非常にタイムリーであることがわかりました。R＆D担当者は非常に混乱していますが、ATソリューションの姿勢と位置の誤差が非常に大きいのはなぜですか？
その理由を知るために、DG4prosの開発当初、DG4prosカメラにフィードバックタイマーを追加して、ドローンのトリガー信号とカメラの露出の時間差を記録しました。そして、次の4つのシナリオでテストされました。
シーンA：同じ色と質感
シーンA：同じ色と質感
シーンC：同じ色、異なるテクスチャ
シーンD：さまざまな色とテクスチャ
テスト結果統計表
結論：
色が豊富なシーンの場合、カメラがバイエルの計算と書き込みを行うのに必要な時間が長くなります。一方、線の多いシーンでは、画像の高周波情報が多すぎて、カメラの圧縮にかかる時間も長くなります。
カメラのサンプリング周波数が低く、テクスチャが単純な場合、カメラの応答は時間内に良好であることがわかります。ただし、カメラのサンプリング周波数が高く、テクスチャが複雑な場合、カメラの応答時間の差は大幅に増加します。そして、写真を撮る頻度がさらに増えると、カメラは最終的に写真を見逃してしまいます。
カメラ同期制御の原理
上記の問題に対応して、Rainpooは5つのレンズの同期を改善するためにカメラにフィードバック制御システムを追加しました。
システムは、ドローンがトリガー信号を送信する間の時間差「T」と各レンズの露光時間を測定できます。5枚のレンズの時間差「T」が許容範囲内であれば、5枚のレンズは同期して動作していると考えられます。5枚のレンズの特定のフィードバック値が標準値よりも大きい場合、コントロールユニットはカメラに大きな時間差があると判断し、次の露出で、レンズはその差に応じて補正され、最後に5つのレンズは同期して露光し、時間差は常に標準範囲内になります。
PPKでの同期制御の適用
カメラの同期を制御した後、測量およびマッピングプロジェクトでは、PPKを使用して制御点の数を減らすことができます。現在、斜めカメラとPPKの接続方法は3つあります。
| 1 | 5つのレンズのうちの1つはPPKにリンクされています |
| 2 | 5つのレンズすべてがPPKに接続されています |
| 3 | カメラ同期制御技術を使用して、平均値をPPKにフィードバックします |
3つのオプションには、それぞれ長所と短所があります。
| 1 | 利点は単純ですが、欠点はPPKが1レンズの空間位置のみを表すことです。5つのレンズが同期していないと、他のレンズの位置誤差が比較的大きくなります。 |
| 2 | 利点も単純で、位置決めが正確であり、欠点は特定の差動モジュールしかターゲットにできないことです。 |
| 3 | 利点は、正確な位置決め、高い汎用性、およびさまざまなタイプの差動モジュールのサポートです。欠点は、制御がより複雑になり、コストが比較的高くなることです。 |
現在、100HZ RTK / PPKボードを使用したドローンがあります。ボードにはOrthoカメラが搭載されており、1：500の地形図のコントロールポイントフリーを実現していますが、このテクノロジーでは、斜めの写真撮影では絶対的なコントロールポイントフリーを実現できません。5つのレンズ自体の同期誤差はディファレンシャルの測位精度よりも大きいため、高同期の斜めカメラがなければ、高周波の差は無意味です……
現在、この制御方法はパッシブ制御であり、補正はカメラの同期エラーが論理しきい値を超えた後にのみ実行されます。したがって、テクスチャの変化が大きいシーンの場合、しきい値を超える個々のポイントエラーが確実に発生します。次世代のRieシリーズ製品では、Rainpooは新しい制御方法を開発しました。現在の制御方法と比較して、カメラの同期精度は少なくとも1桁向上し、nsレベルに達することができます。
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