OBTURATOR MECANIC: UN GHID PENTRU PILOTII DE DRONE
Aprofundare asupra tehnologiei din spatele următoarei generații de instrumente sofisticate de cartografiere aeriană
Într-o gamă largă de industrii, dronele perturbă metodele tradiționale de colectare a datelor și îi ajută pe profesioniști să lucreze mai rapid, mai inteligent și mai sigur. În urmă cu un deceniu, noțiunea unui robot zburător care traversează cerul și captează imagini era mai mult SF decât realitate. Acum, profesioniștii din agricultură, construcții, topografie și monitorizarea mediului folosesc cu toții tehnologia DJI pentru a produce hărți aprofundate și modele de teren.
Dronele au devenit instrumente de bază pentru cartografiere și sondaje aeriene și, până acum, probabil că ești bine conștient de proces: UAV-ul tău zboară pe o cale prestabilită la viteză mare, făcând fotografii la intervale regulate și la o altitudine constantă. Fotografiile sunt apoi legate împreună de un software inteligent pentru a forma hărți precise.
În acest articol, ne vom aprofunda în tehnologia de bază și vom analiza o caracteristică cheie care diferențiază dronele de cartografiere de nivel enterprise de restul: prezența unui obturator mecanic.
Deci, ce este un obturator mecanic? Cum diferă de alte tipuri de obturator? Și de ce joacă un rol atât de important în colectarea de fotografii aeriene de înaltă calitate? Să începem…
Cum funcționează camerele CMOS?
Pentru a înțelege de ce obturatoarele mecanice sunt atât de importante pentru aplicațiile de cartografiere și topografie, este util să aflam modul în care funcționează camerele (și dronele cu cameră).
Când lumina intră într-o cameră, este captată de un senzor de imagine, care este compus din milioane de pixeli minusculi. Acești pixeli sunt fabricați dintr-un material numit semiconductor complementar de oxid de metal (CMOS). Când lumina atinge CMOS, creează o sarcină electrică care este folosită pentru a genera imaginea.
Deci ce este obturatorul? Obturatorul controlează cât timp este expus CMOS la lumină. Dacă obturatorul este deschis, lumina intră în cameră și lovește CMOS. Când camera face o fotografie, obturatorul se deschide temporar, permițând luminii să lovească CMOS și să creeze o imagine.
Ce este un obturator mecanic și cum diferă de restul?
Există mai multe tipuri diferite de obturatoare, fiecare dintre ele expune pixelii CMOS la lumină într-un mod diferit.
Să începem cu obturatorul mecanic, tipul favorizat de profesioniștii în cartografiere și prezentat pe noul Mavic 3 Enterprise, Phantom 4 RTK și senzorul Zenmuse P1.
Obturatoarele mecanice funcționează prin expunerea întregului cadru al senzorului de imagine la lumină dintr-o singură mișcare. Aceasta înseamnă că fiecare pixel reprezintă exact același moment în timpul expunerii. După cum vom vedea în curând, acest moment este totul. Are mai mult sens când te gândești la modul în care funcționează obturatoarele mecanice, spre deosebire de obturatoarele electronice sau rulourile.
Obturatoarele electronice diferă prin faptul că expun senzorul de imagine la lumină câte o linie de pixeli la un moment dat. Obturatoarele electronice folosesc senzorul camerei pentru a controla expunerea la lumină și pentru a expune pixelii treptat de sus în jos. Acest lucru înseamnă că obturatoarele electronice au de fapt o scurtă întârziere între partea de sus a cadrului și partea de jos. De cele mai multe ori aceasta nu este o problemă, dar atunci când mișcarea este implicată în fotografie, aceste tipuri de obturatoare pot provoca ceea ce este cunoscut sub numele de efect de rulare/jelly – un tip de distorsiune a imaginii care este tipică atunci când fotografiați ținte în mișcare (sau când camera în sine este se deplasează cu viteză mare, așa cum tinde să se facă în timpul unui zbor de cartografiere cu drone).
Deci, pentru a rezuma, un obturator mecanic funcționează prin expunerea simultană a fiecărui pixel al senzorului camerei. Obturatoarele electronice expun pixelii la lumină câte un rând. Dar de ce este acest lucru important în contextul unui sondaj aerian?
Pentru piloții profesioniști, precizia este totul. Deoarece obturatoarele electronice pot provoca distorsiuni atunci când mișcarea este introdusă în ecuație, acestea nu sunt ideale pentru misiunile de cartografiere. Chiar și o cantitate mică din „efectul gelatină” de la un obturator rulant poate submina simțul orientării software-ului dvs. de cartografiere, reducând la rândul său acuratețea măsurătorilor dvs.
Este necesar un obturator mecanic pentru misiunile de cartografiere?
Munca piloților profesioniști este, în general, judecată în funcție de acuratețea acesteia. Multe drone noi au acum cu tehnologia RTK pentru a oferi măsurători cu o precizie la nivel de centimetru, nu există nicio scuză pentru imaginile proaste care ar putea submina rezultatele. Folosirea unei drone cu obturator mecanic oferă cea mai bună calitate posibilă a imaginii și reduce probabilitatea efectului de jello temut. Acolo unde sistemele electronice sau r neclaritatea de mișcare în ecuație, obturatoarele mecanice împiedică acest lucru. Riscul de distorsiune ar fi minim dacă camera și ținta sa ar fi ambele statice. Dar dacă doriți să profitați de câștigurile de eficiență oferite de dronele, aveți nevoie de un obturator care este cel mai bun atunci când capturați imagini de pe o platformă în mișcare.
Ce drone au un obturator mecanic?
Mai multe dintre platformele DJI Enterprise au obturatoare mecanice care sunt ideale pentru aplicații de cartografiere și topografie. Acestea includ:
Phantom 4 RTK
Phantom 4 RTK are un modul RTK încorporat pentru a furniza date precise la nivel de centimetru și pentru a reduce dependența de punctele de control la sol în timpul misiunilor de cartografiere. Senzorul său CMOS de 1 inch și 20 de megapixeli are un obturator mecanic pentru a elimina riscul neclarității obturatorului electronic.
Mavic 3 Enterprise (M3E) este o platformă compactă și portabilă cu capabilități revoluționare pentru profesioniștii în topografie. Pe lângă un modul RTK pentru precizie de cartografiere la nivel de centimetru, M3E are o cameră wide de 20 MP cu un senzor CMOS 4/3 și declanșator mecanic.
În mod esențial, M3E aduce eficiența cartografierii și a misiunii la noi culmi cu rata sa de captare a imaginii de 0,7 secunde. Cu intervale mai scurte între fotografii, puteți reduce drastic durata misiunii.
M3E este capabil și în condiții slabe. Camera sa largă oferă pixeli de 3,3 μm alături de software îmbunătățit pentru lumină scăzută. Fereastra ta operațională nu a fost niciodată atât de largă.
Senzorul Zenmuse P1 este camera de fotogrammetrie de vârf a DJI. Combină un senzor full-frame de 45 MP cu lentile interschimbabile cu focalizare fixă pe un gimbal stabilizat pe 3 axe.
O dimensiune a pixelilor de 4,4 μm produce imagini cu zgomot redus și sensibilitate ridicată, în timp ce modulul său RTK și intervalele de 0,7 secunde între fotografii permit misiuni de sondaj extrem de eficiente.
Zenmuse P1 are, de asemenea, un obturator mecanic și sistemul DJI TimeSync 2.0, care sincronizează timpul între module la nivel de microsecunde pentru a asigura date precise în centimetri și orientare în timp real.
Zenmuse P1 este compatibil exclusiv cu DJI Matrice 300 RTK.
Alegerea dronei potrivite pentru cartografiere și topografie aeriana
Dacă sunteți în căutarea dronei perfecte pentru aplicații de cartografiere, vă recomandăm să zburați cu o cameră care are un obturator mecanic. Este de departe cel mai bun mod de a elimina riscul unui rulou sau efect de gelatină. Cu M3E și senzorul Zenmuse P1, puteți face misiuni de cartografiere dinamice, știind că fotografiile dvs. (și hărțile și modelele pe care le generează) vor fi cât mai clare și precise posibil.
