近年來消費級無人機使用越來越普遍,用來干測繪的門檻也越來越低。隨便拿臺大疆四旋翼無人機,配上免費的第三方航線規劃軟件,再用網上到處能下載的無人機影像處理軟件,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進行無人機正射影像數據獲取,后續文章再單獨介紹無人機影像數據處理。
1、飛行前準備
首先準備一臺大疆精靈系列無人機(精靈3和4普通版都可以),在手機或平板電腦上安裝對應的DJI Go飛控軟件(現在都需要注冊一個賬號并登陸才能使用),在DJI Go軟件中做好常規的設置,比如飛行限高和遙控器操控手等,并確保固件已升級,可以正常飛行。
在手機或平板電腦上安裝Pix4dCapture或Altizure,這兩款都是免費的app,在行業內使用比較廣泛。
2、Pix4dCapture軟件介紹
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數據智能采集軟件。軟件分為4個模塊: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公司的云處理服務或桌面級專業數據處理軟件Pix4Dmapper,不僅可以制作正射影像圖、實景三維模型、還可以構建較為精細的單建筑實景三維模型和建筑立面影像,使消費級飛行器搖身一變,成為強大的地圖測繪工具。
Pix4Dcapture是免費軟件,可以在安卓和IOS系統中運行(安卓版需要另外安裝Ctrl+DJI軟件),支持大疆精靈系列無人機(其他系列也有些支持);Pix4Dmapper為付費軟件(網上很多和諧版),可以桌面版運行也可以提交數據至云服務平臺運行,Pix4Dmapper軟件后續文章單獨介紹。
使用Pix4Dcapture軟件之前,需要先啟動DJI GO軟件,確保無人機可以正常起飛。然后拔出USB數據線,重新連接,會出現下面的提示,千萬不要勾選“下次默認選擇此項,不再提示”,勾了就不再提示選擇軟件了,這里選擇Pix4Dcapture軟件。
啟動Pix4Dcapture軟件,需要先注冊并登陸Pix4D賬號。
登陸后,選擇使用的無人機型號后,彈出任務規劃界面,這里提供多種類型的任務規劃。
上圖是Pix4Dcapture支持的任務選項,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(只飛行2遍),相對于Altizure軟件飛行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軟件進行正射影像數據獲取。
Pix4Dcapture軟件正射航線規劃支持多邊形和矩形范圍規劃,其中多邊形范圍規劃比較實用,可以通過手動設置飛行范圍,調整參數進行正射航線規劃。
正射航線規劃時,需要將無人機相機鏡頭設置成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置在120m以內;航向重疊(Front overlap)設置70%以上,旁向重疊(Side overlap)設置成60%以上。設置完成后,保存任務,準備起飛。
Pix4Dcapture軟件進行上述檢查后,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。以上起飛過程也支持先采用DJI GO軟件將無人機起飛懸停后,再切換到Pix4Dcapture軟件進行任務上傳,上傳后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軟件可以隨時監控無人機位置及狀態,是否拍照,飛行過程中電量不足也會自動提醒返航。
飛行任務執行完后,無人機拍攝的照片存儲在無人機SD卡中,也可以將拍攝照片下載到手機或平板電腦檢查拍攝效果,也可以直接將SD卡中的照片拷貝到電腦上查看。飛行POS數據記錄在對應的照片文件中。
像控點測量
以上介紹了使用Pix4Dcapture規劃消費機無人機進行正射影像的數據獲取,若想要后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設備和測繪資質。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,明顯建筑物拐點等,也可以飛行前自己布設像控點標志。像控點盡量均勻選取,并覆蓋整個飛行區域。
若不進行像控點測量,直接對無人機影像數據進行處理,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。
建議使用Pix4Dcapture軟件獲取正射影像,在獲取正射影像方面,Pix4D還是比較有優勢的。
如想學習更多Pix4D技能,可參加我司與Pix4D中國區官方聯合組織的Pix4D培訓課程。