基于大疆精靈4航拍5CM影像技術(shù)淺談

王吉驊 于書倫

摘 要：“精靈”是大疆品牌旗下的產(chǎn)品系列之一。大疆精靈4的推出對(duì)于大疆來(lái)講是針對(duì)大疆產(chǎn)品一次飛躍的提升，它是大疆所有產(chǎn)品中沒(méi)有過(guò)、具有人工智能特性的產(chǎn)品，它讓無(wú)人機(jī)真正的達(dá)到可智能的飛行時(shí)代。本文主要針對(duì)大疆精靈4航拍5CM影像的航線設(shè)計(jì)、飛行技巧以及數(shù)據(jù)檢查與預(yù)處理等這些方法進(jìn)行分析和探討，希望在無(wú)人機(jī)航拍影像技術(shù)方面給予一些參考意見。

關(guān)鍵詞：大疆精靈4;航拍;影像技術(shù)

1.航線設(shè)計(jì)

在大疆精靈4航拍5CM影像的航拍路線的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)了兩種繪制的路線模式：“地點(diǎn)模式”和“路線模式”。所謂的“地點(diǎn)模式”是指在地圖上點(diǎn)擊最終的目標(biāo)點(diǎn)，將自動(dòng)連接大疆精靈4的當(dāng)前位置和目標(biāo)位置點(diǎn)，顯示預(yù)定路線的信息，定制路線為“地點(diǎn)模式”的線段，大疆精靈4停留的位置也就是所在的位置，將圖釘設(shè)置為目標(biāo)地點(diǎn)。而“路線模式”是通過(guò)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊地圖框，這樣就生成了連接路的線段，或者點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，然后產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的曲線，然后由線段和曲線組合的路線就是“路線模式”下定制的。

在特殊的情況下，也會(huì)根據(jù)實(shí)際的情況更改原計(jì)劃的路線，大疆精靈4的系統(tǒng)有重新繪制的新路線的功能，我們只要再次點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的模式中繪制的按鈕，程序就會(huì)實(shí)現(xiàn)標(biāo)志位的模式方式，如果不是第一次路線，之前的路線圖就會(huì)默認(rèn)被刪除，除了不刪除大疆精靈4的位置點(diǎn)，其他的地理對(duì)象Feature都會(huì)被刪除，然后重新繪制路線。但是采用了“地點(diǎn)模式”繪制完的路線，就只用點(diǎn)擊“路線模式”中的繪制按鈕，就可以重新繪制，生成路線。

2.飛行技巧

2.1事前準(zhǔn)備充分

根據(jù)航空攝影計(jì)劃，攝影師必須意識(shí)到這一點(diǎn)。大疆精靈4在航拍前，應(yīng)該了解航拍周邊的地理環(huán)境以及等一些建筑物的設(shè)施，對(duì)其需要觀察和預(yù)測(cè)，把一些比較突出的設(shè)施設(shè)備找出來(lái)，如氣質(zhì)、形象還有品格比較突出的景物作為主體，而不是廣泛拍攝。同時(shí)，有必要對(duì)連續(xù)繪畫的一般語(yǔ)境進(jìn)行規(guī)劃，這樣就能確保在空中時(shí)候的線條。航拍時(shí)的速度、方向、高度還有一些與地面上的距離、光照及背景，這些都是航拍時(shí)的關(guān)鍵因素。航拍相機(jī)起飛后，如果場(chǎng)景較小，就要飛行得慢一些，高度盡量低一些。反之，在拍攝較大的場(chǎng)景和景物時(shí)，飛行的速度就可以加快，高度可以更高。給人一種連續(xù)流暢的畫面感。

2.2現(xiàn)場(chǎng)看清環(huán)境

大疆精靈4在航拍的時(shí)間應(yīng)該注意一下天氣情況，選擇晴天或者是光線比較好的時(shí)候進(jìn)行航拍。因?yàn)楹脚牡木拔锎蠖鄶?shù)是全景或者遠(yuǎn)景，所以能見度最好保證在35米左右，不然會(huì)直接影響到影像畫面的清晰度。另外，在航拍的過(guò)程中最好不要背光。特別在太陽(yáng)的角度很低的時(shí)候，鏡頭朝向太陽(yáng)的時(shí)候，因?yàn)椴荒苷诠?，所以就?huì)引發(fā)拍攝的影像有光暈和霧的現(xiàn)象，這樣就會(huì)影響到影像的質(zhì)量感。當(dāng)用側(cè)光或側(cè)背光航拍時(shí)，影響畫面就會(huì)產(chǎn)生立體感。在進(jìn)入航拍的范圍內(nèi)，要看看空中有無(wú)障礙物，避免天線裝置被纏繞或損壞。拍攝場(chǎng)景時(shí)，選擇合適的相對(duì)穩(wěn)定的遙控站，避免兔式航拍相機(jī)失控。

3.數(shù)據(jù)檢查與預(yù)處理

3.1大疆精靈4飛行數(shù)據(jù)檢查

大疆精靈4航拍時(shí)獲得的數(shù)據(jù)，能通過(guò)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)功能傳到地面站上，這樣便于對(duì)于獲得的數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。檢查不同的航拍過(guò)的圖像質(zhì)量，流媒體的視頻圖像數(shù)據(jù)格式可以不用考慮重疊的運(yùn)動(dòng)方向，只是為了確認(rèn)視頻的畫質(zhì)是清晰的，對(duì)比度是中等的，顏色是有彩度的，顏色是清楚的，色調(diào)是一樣的，沒(méi)有遮擋物，能夠清楚的識(shí)別物體的圖像，達(dá)到室外全特征映射以及室內(nèi)解譯的要求，不檢查圖像標(biāo)題重疊。

3.2大疆精靈4航拍5CM影像預(yù)處理

3.2.1攝像機(jī)的檢校

攝像機(jī)檢校作為后續(xù)工作的前提，對(duì)于提高攝像機(jī)的精度，它對(duì)于完成視頻流影像的地理編碼還有拼接是非常重要的。攝像機(jī)檢校前，需要確認(rèn)攝像機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、光學(xué)結(jié)構(gòu)以及電子結(jié)構(gòu)是否堅(jiān)固穩(wěn)定，沒(méi)有晃動(dòng)，這樣才能進(jìn)行檢校。具體的操作如下：

1）攝像機(jī)檢查。檢查攝像機(jī)前，對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行加固，固定拍攝距離不變。攝像機(jī)拍攝視頻的時(shí)候，需要對(duì)攝像機(jī)的清晰度和攝像機(jī)參數(shù)設(shè)置是否正確等進(jìn)行檢查，準(zhǔn)備工作確認(rèn)好后，沒(méi)有什么問(wèn)題才進(jìn)行視頻拍攝。

2）視頻拍攝。首先，視頻拍攝在視察場(chǎng)地對(duì)面的五樓進(jìn)行。旋轉(zhuǎn)視頻攝像獲得的數(shù)據(jù)在一定距離按90°、90°、180°進(jìn)行獲取。拍攝的時(shí)候，以凹凸形式的路線進(jìn)行行走，上下路線之間的差異大概在1°左右，然后再到樓下進(jìn)行視頻拍攝。在拍攝的時(shí)候，你需要確保拍攝到的視頻中的大格式里面包含標(biāo)記點(diǎn)。

3）幾何檢校數(shù)據(jù)處理。內(nèi)部處理的過(guò)程如下：把影像導(dǎo)出來(lái)、設(shè)置攝像機(jī)的參數(shù)、提取同名點(diǎn)、手動(dòng)選擇同名點(diǎn)、自動(dòng)匹配同名點(diǎn)、調(diào)整波束方法、查看結(jié)果然后輸出報(bào)告。

3.2.2GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理

為了將輕型和小型的無(wú)人機(jī)視頻關(guān)鍵幀圖像的時(shí)間和空間與GPS信息的時(shí)間同步，可以利用時(shí)間將GPS信息一一映射到關(guān)鍵幀圖像上。雙頻GPS導(dǎo)航和測(cè)繪飛行控制系統(tǒng)中的單頻GPS主要安裝在大疆精靈4的飛行平臺(tái)上。其中，由單頻GPS導(dǎo)出的數(shù)據(jù)可以對(duì)應(yīng)相應(yīng)視頻圖像數(shù)據(jù)的時(shí)間，而由雙頻GPS本身導(dǎo)出的數(shù)據(jù)包含GPS時(shí)間信息。在這兩種情況下，視頻圖像都可以與雙頻GPS數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。

4.小結(jié)

雖然大疆精靈是無(wú)人機(jī)中的領(lǐng)導(dǎo)者，但是之前的產(chǎn)品在視覺(jué)能力上并不突出，但是機(jī)器視覺(jué)的研發(fā)成果已經(jīng)體現(xiàn)在大疆精靈4上。TheVerge、《華爾街日?qǐng)?bào)》等美國(guó)主流媒體對(duì)大疆精靈4的表現(xiàn)給予了肯定和贊揚(yáng)。本文針對(duì)大疆精靈4航拍5CM影像技術(shù)的分析，再一次證明了大疆精靈4在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的創(chuàng)新和技術(shù)實(shí)力。

參考文獻(xiàn)

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