Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Quadcopter Photogrammetry

मीडिया कला और कंप्यूटर विज्ञान में अपने स्नातक कार्यक्रम के अंत के आस-पास, मैंने पाया कि मैं अपने आप को एक थीसिस पर काम करते हुए देखता हूं, जिसमें मुझे ज्यादा दिलचस्पी नहीं है। मैंने अपनी प्रेरणा खो दी थी और मुझे डर था कि मैं एक परियोजना के साथ क्रमिक अंग में समाप्त हो जाऊंगा। t अपने आप को पूरा करने के लिए और उम्मीदों, मेरे अपने सहित, unmet। इस समय के बारे में मेरे एक दोस्त ने एक वर्ग के लिए साइन अप किया था जो क्यूबा जा रहा था। यह एक ऐसा अवसर था जिसे मैं मिस नहीं कर सकता था, इसलिए मैंने साइन अप किया। इस साहसिक कार्य ने मुझे कई अन्य लोगों तक पहुँचाया, जिसमें मेरी नई थीसिस बनने की उत्पत्ति शामिल थी।

मैं लंबे समय से आर / सी उड़ान उत्साही रहा हूं। मेरे लड़कपन में, मेरे पिताजी और मैंने एक छोटा, गैस-चालित बलसा लकड़ी का विमान बनाया। यह एक स्ट्रिंग के लिए बनाया गया था, और आप केवल एक सर्कल में उड़ सकते थे। खराब विमान अपनी पहली उड़ान से नहीं बचा था। कई वर्षों के लिए मेरा R / C अनुभव समाप्त हो गया, क्योंकि हम इसे फिर से बनाने का जोखिम नहीं उठा सकते थे। उस समय सभी चीजों की कीमत आर / सी ने इसे कई लोगों के लिए लागत-निषेधात्मक बना दिया था।

कुछ साल पहले मुझे शौक नए सिरे से पता चला। मैंने अपने भाई के लिए थोड़ा आर / सी हेलीकॉप्टर खरीदा और गुणवत्ता, उड़ान समय और गतिशीलता से आश्चर्यचकित था। मैंने कुछ शोध करना शुरू किया और आर / सी की एक पूरी नई, अधिक किफायती दुनिया पाई। यह क्रांति मुख्य रूप से लिथियम बहुलक बैटरी और ब्रशलेस मोटर्स के आगमन और प्रसार के कारण थी, जिसने महंगी, गड़बड़ गैस मोटर्स को बदल दिया और इलेक्ट्रिक मॉडल को अधिक यथार्थवादी प्रस्ताव बना दिया। और इसलिए मेरा जुनून शुरू हुआ।

इसकी शुरुआत छोटे हेलीकॉप्टरों से हुई। फिर भागों से निर्मित बड़े हेलीकॉप्टर। इसने हवाई जहाज का नेतृत्व किया, जो कि मैंने एफपीवी (प्रथम व्यक्ति दृश्य) उड़ान भरना शुरू किया। ट्रिकोप्टर्स और क्वाडकोपर्स के तुरंत बाद, जिसने आंदोलन की पूर्ण त्रि-आयामी स्वतंत्रता और कैमरों के लिए एक बहुत ही स्थिर मंच प्रदान किया।

फिर क्यूबा आया, फोटोग्राममेट्री, और मेरी अप्रकाशित थीसिस से मुक्ति। Photogrammetry तस्वीरों की एक श्रृंखला (आमतौर पर सैकड़ों) लेकर वस्तुओं के 3D मॉडल बनाने की एक विधि है। यह अवधारणा आधुनिक फोटोग्राफी जितनी ही पुरानी है। जो बदल गया है वह डिजिटल फोटो और सॉफ्टवेयर का उपयोग है। सॉफ्टवेयर सभी तस्वीरों को लेता है और उनकी तुलना मिलान बिंदुओं को खोजने के लिए करता है। फिर सॉफ्टवेयर गहराई की गणना करने के लिए इन बिंदुओं का उपयोग करता है।

न्यू मैक्सिको हाइलैंड्स विश्वविद्यालय में मीडिया कला में अपने स्नातक कार्यक्रम के माध्यम से, मैंने फोटोग्राफी, फोटोग्राममेट्री और विचारों के आदान-प्रदान के लिए क्यूबा की यात्रा की। एक लक्ष्य इतिहासकार के कार्यालय से संपर्क करना था, जो पुराने हवाना की इमारतों को बहाल करने के लिए जिम्मेदार है।

हाइलैंड्स विश्वविद्यालय जॉर्जिया ओ'कीफ संग्रहालय के साथ संरक्षण और संरक्षण के लिए एक उपकरण के रूप में फोटोग्राममेट्री के उपयोग को विकसित करने के लिए लगभग एक साल से काम कर रहा था। हमें इतिहासकार के कार्यालय के सदस्यों के साथ इन सरल और सस्ती तकनीकों को साझा करने की उम्मीद थी। हमने उनसे संपर्क किया, जो वे करते हैं, उसके बारे में अधिक जानकारी प्राप्त की, और फोटोग्रामेट्री का उपयोग करके ऐतिहासिक वस्तुओं और साइटों के दस्तावेजीकरण के लिए हमारे द्वारा विकसित की गई विधियों का प्रदर्शन किया। वे बहुत उत्साहित थे और हमें कई इमारतों और संरचनाओं के फोटोग्रामेट्रिक मॉडल बनाने का अवसर दिया।

यह क्षेत्र में फोटोग्राममेट्री का उपयोग करने का मेरा पहला वास्तविक अवसर था, और मैं भी संभव से प्रभावित था। हालांकि, कई संरचनाओं के दस्तावेजीकरण पर काम करते समय, यह स्पष्ट हो गया कि हम जमीनी स्तर पर तस्वीरें लेने तक सीमित थे, जिसने छवियों में अंतराल पैदा किया। एक बार जब हमने होटल सांता इसाबेल का एक प्रारंभिक मॉडल प्रस्तुत किया था, तो मैंने पाया कि देखने के क्षेत्र के ऊपर कुछ भी अनिवार्य रूप से डेटा में ब्लैक होल के रूप में एक ठोस 3 डी मॉडल के रूप में दिखाई देगा।

मैंने भवन का पूरा दृश्य प्राप्त करने के विभिन्न तरीकों के बारे में सोचना शुरू किया। एक स्पष्ट तरीका हाइड्रोलिक लिफ्ट किराए पर लेना होगा, लेकिन यह तंग स्थानों में महंगा और अव्यवहारिक हो सकता है। हेलिकॉप्टर काम कर सकते हैं, लेकिन लागत-निषेधात्मक भी होंगे। फिर इसने मुझे मारा: मैं दुर्गम क्षेत्रों की तस्वीर लगाने के लिए मल्टीरोट आर / सी विमान का उपयोग कर सकता था। फोटोग्राफी के लिए मेरा जुनून और आर / सी दुनिया एक सुंदर तरीके से एक साथ आए।

जब मैं क्यूबा से लौटा तो मैं तुरंत काम पर लग गया। मैंने हाल ही में क्वाडकोपर के निर्माण के साथ प्रयोग करना शुरू किया था, और जिस पर मेरा स्वामित्व था, उसने बेहतर दिन देखे थे। लेकिन मैं आगे बढ़ गया और अपने प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट बिल्ड के लिए कैमरा ले जाने के लिए इसे संशोधित करना शुरू कर दिया। मेरे प्रारंभिक परीक्षण ने समय-चूक और विषय के रूप में मेरे घर के लिए एक GoPro हीरो HD सेट का उपयोग किया। मैंने 200 चित्रों को शूट किया, और परिणाम, हालांकि सुंदर नहीं थे, बहुत उत्साहजनक थे। मैंने बड़े पैमाने पर संरचनाओं के फोटोग्राममेट्रिक मॉडल बनाने के लिए एक स्थिर कैमरा प्लेटफॉर्म के रूप में एक उद्देश्य-निर्मित क्वाडकॉप्टर बनाने के लिए सेट किया।

शुरू से ही, मैं दृढ़ था कि यह सस्ती और सुलभ होगी, और मुझे आशा है कि मेरा विचार दूसरों को प्रेरित और शिक्षित कर सकता है। इसके सरलतम रूप में फोटोग्रामेट्री को कॉम्पैक्ट डिजिटल कैमरा और लैपटॉप के साथ आश्चर्यजनक रूप से अच्छे परिणामों के साथ किया जा सकता है। लेकिन जैसा कि तैयार मॉडल की वांछित गुणवत्ता ऊपर जाती है, हार्डवेयर आवश्यकताओं और प्रसंस्करण समय में नाटकीय रूप से वृद्धि होती है।

एक बार जब मैंने नया क्वाडकॉप्टर बनाया था, तो मैंने डेटा का परीक्षण और संग्रहण शुरू किया। यह निर्दोष रूप से काम किया। मैंने संसाधित किए जाने वाले सैकड़ों फ़ोटो एकत्र किए और ऐतिहासिक मल्टीस्टोरी बिल्डिंग के पूर्ण 3 डी मॉडल में बदल गया जो मेरा विषय था। जब तस्वीरों को संसाधित किया गया था और सॉफ्टवेयर में एक पूर्ण मॉडल बनाया गया था, तो मैंने निष्कर्ष निकाला कि मेरी कार्यप्रणाली ध्वनि थी और बड़े पैमाने पर संरचनाओं के फोटोग्राममेट्री के लिए एक उपयोगी उपकरण के रूप में पूरी तरह से व्यवहार्य थी।

क्षेत्र-परीक्षण के सहयोग से, मैंने किसी ऐसे व्यक्ति की मदद करने के लिए एक ब्लॉग बनाया, जो अपने स्वयं के क्वाडकॉप्टर के साथ आरंभ करने में दिलचस्पी ले सकता है। Uav3-d.info में क्वाडकॉप्टर फ्लाइट के हर कॉन्सेप्ट के बारे में लेख हैं, ताकि इस तकनीक को सबसे असम्बद्ध द्वारा भी एक्सेस किया जा सके।


मेरा SETUP

बहुउद्देश्यीय: कस्टम का निर्माण बड़े पैमाने पर rctimer.com के हिस्सों का उपयोग करके किया जाता है, जो diydrones.com से APM 2.5 कंट्रोलर बोर्ड के साथ होता है। इसमें 30-amp की साइमनके ESCs (इलेक्ट्रॉनिक गति नियंत्रण) और 10 × 4.7 has कार्बन-फाइबर प्रॉप्स के साथ 900kV मोटर्स हैं।

कैमरा: कैनन पॉवरशॉट सीएचडीके कस्टम फर्मवेयर चला रहा है, जो कैमरा को रॉ प्रारूप में शूट करता है और स्वचालित रूप से फ़ोटो लेता है।


फोटोग्राममेट्री टिप्स

  1. फिक्स्ड फोकल लंबाई के साथ एक डिजिटल कैमरा सबसे अच्छा है।
  2. सुनिश्चित करें कि आपकी फ़ोटो 60% से 80% तक ओवरलैप हो।
  3. फ़ोटो को अपनी ऑब्जेक्ट पर क्षैतिज और एक समान दूरी पर ले जाएं।
  4. अच्छे मॉडल बनाने के लिए यूनिफॉर्म लाइटिंग महत्वपूर्ण है।
  5. Agisoft PhotoScan में छवियों को संसाधित करें।
  6. लैपटॉप पर निम्न-गुणवत्ता वाले मॉडल उत्पन्न किए जा सकते हैं। उच्च गुणवत्ता वाले मॉडल को 128 जीबी रैम के साथ मल्टी-जीपीयू सिस्टम की आवश्यकता होती है।
  7. छोटे मॉडल के लिए आप 30 से 60 तस्वीरों के साथ भाग सकते हैं। बड़े मॉडल (इमारतों की तरह) को कई हजार छवियों की आवश्यकता हो सकती है। अधिक तस्वीरें, बेहतर विस्तार आप प्राप्त कर सकते हैं।

यह लेख MAKE वॉल्यूम 37, पृष्ठ 42 में दिखाई दिया।

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