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ステップ 1. プロジェクト開始前 > 1. 画像取得計画の設計 > a. 画像取得計画タイプの選択 - PIX4Dmapper

 

PIX4Dmapperは、画像間で数千もの共通点を自動的に検出する画像処理ソフトウェアです。画像内で検出された各特徴点は キーポイントと呼ばれます。2 場合 キーポイントが 同じであると検出された 一致キーポイントのグループごと 一致したキーポイント に、1つの3Dポイントが生成されます。2つの画像間の重なりが大きいほど、キャプチャされる共通領域が大きくなり、より多くの キーポイント を一致させることができます。キーポイントが多いほど、より正確な3Dポイントを計算できます。 したがって、主なルールは、画像間の重なりを高く維持することです

画像取得計画は結果の質に大きな影響を与えるため、慎重に設計することが重要です。.

重要: を使用して処理を行うことができます 処理テンプレート ラベルが付いたテンプレートは 「Rapid/Low Res」という 、低解像度で高速な結果を生成するため、現場でデータセットの品質を示す指標として使用できます。

場合 高速/低解像度 、データセットが不十分である可能性が高く、画像を再度取得する必要があります。場合によっては、 高速/低解像度 処理が失敗する一方で、 完全 処理で モデルが正常に再構築されることがあります。

の違いに関する詳細については ラピッド/低解像度フル 処理 フル処理とラピッド/低解像度の

 

理想的な画像取得計画

理想的な画像取得計画は、再構築対象となる地形/物体の種類によって異なります。

重要: 以下に、さまざまなケースにおける推奨される画像取得経路とオーバーラップについて説明しますが、推奨値よりも低いオーバーラップでも動作する場合があります。最良の結果を得るためには、推奨されるオーバーラップを使用することをお勧めします。


一般的なケース

少なくとも 75% (飛行方向に対して)が 側面オーバーラップ(飛行経路間)が少なくとも60% 。画像は規則的なグリッドパターンで撮影することをお勧めします(図1)。カメラは、 高度 目標とする地上画素寸法(GSD)を確保するために、地形/対象物に対して

図1. 理想的な画像取得計画 - 一般的なケース。.

 

森林 と密生した植生

樹木や密集した植生は、その複雑な形状(無数の枝や葉)のため、重なり合う画像間で外観が大きく異なることがよくあります。そのため、画像間で共通の特徴点(キーポイント)を抽出することは困難です。良好な結果を得るためには、 一般的なケースの セクションで説明したようなグリッド画像取得プランを、以下の変更を加えて使用することをお勧めします。

  • 重なりを、 正面および側面で少なくとも85%まで増やしてください。
  • 飛行高度を上げる:高度が高くなると、遠近歪みが少なくなり(そのため、見た目の問題も少なくなります)、密集した植生の視覚特性が向上します。つまり、このような領域では、重なり合う画像間の視覚的な類似性を検出しやすくなります。飛行高度は、画像のピクセル解像度および焦点距離と組み合わさって、画像の地上サンプリング距離(空間解像度)を決定します。GSDが 10cm/ピクセルを超えると、最良の結果が得られます

密集した植生エリアの結果を改善する方法の詳細については、適切な処理オプションを選択してください。「 密集した植生エリアの出力を改善するには?」

 

農地が広がる平坦な地形

農地のように地形が平坦で視覚的な内容が均質な場合、画像間で共通の特徴点(キーポイント)を抽出することは困難です。良好な結果を得るためには、一般 的なケースの セクションで説明したようなグリッド画像取得計画を、以下の変更を加えて適用することをお勧めします。

  • 重なりを、 正面および側面で少なくとも80%まで増やしてください。
  • もっと高く飛べ。ほとんどの場合、高く飛べば結果は良くなる。
  • を取得し 正確な 画像の農業 テンプレートの詳細については 農業 (Ag) 「処理オプション」→「デフォルトテンプレート」を

 

建物の 再建

3D建物の再構築には、特定の画像取得計画が必要です(図2)。

  • カメラのピッチを調整して、画像フレームの大部分が再構築したい対象物で占められ、再構築したくない対象物は画像フレームのごく一部を占めるようにしてください。すべてのミッションに適用できる最適なカメラピッチ角度は存在しません。.
  • 建物の周りを2周目、3周目と飛行し、周回するごとに飛行高度を上げ、カメラアングルを狭めてください。.
注: 斜め画像の詳細については、 「垂直画像と斜め画像」
  • 対象物の大きさや対象物までの距離にもよりますが、十分な重なりを確保するために、5~10度ごとに画像を撮影することをお勧めします。.
注記:
重要: PIX4Dmapperはデフォルトでは(X, Y)平面に平行なオルソモザイクを生成します。そのため、ファサードのモザイクを生成するには、 Orthoplane ツールを使用する必要があります。詳細については、「 ファサードのオルソモザイクの作成方法」を参照してください
図2. 理想的な画像取得計画 - 建物。.
注記: 航空天底画像、航空斜め画像、地上画像などを組み合わせることが可能です。.

各データセット内およびデータセット間で、画像に十分な重なりがある必要があります。このような場合、異なる画像セットを適切に調整するために、GCP(地上基準点)または手動タイポイントを使用することを強くお勧めします。.

 

特別なケース

このセクションでは、雪、砂、湖など、地図作成が難しい地形に関するヒントをいくつか紹介します。.

雪や砂は、 広範囲にわたって均一な領域であるため、視覚的な要素が少ない。したがって、次のようになる。

  • を使用してください 。正面オーバーラップは少なくとも85%、側面オーバーラップは少なくとも70%です
  • を高めるために、露出設定を適切に調整してください 限りコントラスト 各画像で可能な

水面は 広範囲にわたって均一なため、視覚的な要素はほとんどありません。水面や波面への太陽光の反射は、視覚的なマッチングには利用できません。

  • 海洋を 元の状態に戻すことは不可能だ。
  • などの水面を再現するには 河川、各画像に陸地の特徴が含まれている必要があります。より高い高度を飛行することで、より多くの陸地の特徴を含めることができる場合があります。

 

回廊マッピング

鉄道、道路、河川などの回廊をマッピングするには、少なくとも 2 つの飛行ラインが必要です (図 3)。GCP 必須ではありませんが、再構築の精度を向上させるために推奨されます。回廊マッピングにおける GCP の数と分布の詳細については、「 回廊マッピングにおける地上基準点 (GCP) の数と分布」を

デュアルトラックの場合、正面オーバーラップ率を最低85%、側面オーバーラップ率を最低60%にすることをお勧めします。.

直下画像または斜め画像を使用できます。平坦な地形の場合は、直下画像の使用をお勧めします。.

図3.回廊マッピングのためのデュアルトラック画像取得計画。.

 

デュアルトラック画像取得計画が不可能な場合は、シングルトラック画像取得計画を使用できます(図4)。

  • 重複率は十分高い:正面からの重複率は少なくとも85%。
  • 地上基準点(GCP)は、飛行経路に沿ってジグザグ状に設定される。.
図4.単軌道飛行は推奨されません。.


複数のフライト

PIX4Dmapperは、複数のフライトで撮影された画像を処理できます。さまざまな画像取得計画を設計する際には、以下の点を確認してください。

  • それぞれの計画図は、十分な重なり合いで画像を捉えている。.
  • 2つの画像取得計画の間には十分な重複がある(図5)。.
  • 異なる計画は、可能な限り同じ条件(太陽の方向、気象条件、新たな建物の建設の有無など)の下で実施されます。.
重要: 飛行高度は、飛行ごとに大きく異ならないようにしてください。高度が異なると、空間解像度も変わってきます。詳細については、以下をご覧ください。 PIX4Dmapperは、異なる飛行高度で撮影された画像を処理できますか?.

複数のフライトから取得したデータセットを処理する特別な方法があります。手順の詳細については、「 大規模データセットの処理」を参照してください

2便のフライトに十分な重複がある
2便の重複が十分ではない
図5.2つのフライトの重複部分。.
 

都市再建(外観)

都市部の3D再構築には、建物のすべてのファサード(北、西、南、東)が画像上に写るように、二重グリッド画像取得計画が必要です。オーバーラップは 一般ケース

図7.二重グリッド画像取得計画。.

角度で撮影する必要があります 10度から35度の (0度はカメラが真下を向いている状態)。 詳細な情報が必要な場合は、航空写真と地上写真を組み合わせる必要があります。

注記: 航空天底画像、航空斜め画像、地上画像などを組み合わせることが可能です。.

各データセット内およびデータセット間で、画像に十分な重なりがある必要があります。このような場合、異なる画像セットを適切に調整するために、GCP(地上基準点)または手動タイポイントを使用することを強くお勧めします。.

3Dインテリア再構築

内部構造の復元には、地上画像の使用を強く推奨します。高い重複率(90%)が必要となるため、魚眼レンズカメラの使用を推奨します。.

手動タイポイントは再構築を改善し、モデルを適切に調整するのに役立ちます。詳細については、 ウェビナーをご覧ください

混合再建

屋内/屋外、空中/地上、天底/斜めなど、様々な組み合わせが可能です。あらゆる組み合わせが可能です。.

各データセット内およびデータセット間で、画像に十分な重なりがある必要があります。このような場合、異なる画像セットを適切に調整するために、GCPまたは手動タイポイントを使用することを強くお勧めします。詳細については、 ウェビナーをご覧ください

大型垂直物体の復元

背が高く細長い物体の3D再構成には、特定の画像取得計画が必要です(図8)。

  • 建造物の近くを飛行してください。.
  • 構造物の周囲を、様々な高さで数回旋回してください。.
  • 画像は高い重なり率で撮影する必要があります。同じ高さで撮影した画像間では90%、異なる高さで撮影した画像間では60%の重なり率が必要です。.
  • 画像フレーム内のすべての被写体(プロジェクト領域外の背景にある被写体を含む)にピントが合っている必要があります。.
  • 画像に位置情報を付加することを推奨します。.

 

 
 

パワータワー

rayCloudで再構築されたパワータワー
図8. 画像取得計画 - 発電塔。.
 

 

注: 電柱や鉄塔構造物の地図作成と測定方法の詳細については、「 電柱や鉄塔構造物の地図作成と測定方法」を

トンネルの再建

PIX4Dmapperはトンネルを再構築できます。トンネル再構築における最大の課題は照明条件です。自然光(トンネルが長すぎない場合)または人工照明による照明が良好であれば、再構築結果は非常に良好になる可能性があります。.

非常に暗いトンネルの場合は、三脚の使用をお勧めします。.

ヒント: 以下のことをお勧めします。
  • 魚眼レンズ付きカメラを使用してください。.
  • 複数ラインで画像を撮影してください(単一トラックでの撮影は避けてください)。複数トラックでの画像取得計画が不可能な場合は、単一トラックでも構いません。この場合、地上基準点(GCP)の使用を強く推奨します。.

 

 

図9.トンネルの自動連結点。.

熱画像プロジェクトにおいて、撮影されたシーンをより正確に再現するためには、画像取得時に以下の推奨事項に従う必要があります。

  • 非常に高い重なり率: 90%側面の 重なっている。
  • 画像は 解像度少なくとも640x480
  • 画像に はモーションブラーは発生していません。飛行速度が上がると、画像がぼやける可能性があります。