Бюджетный Квадрокоптер для кадастровой топографической съемки. Реально?

Добрый день! Последнее время стал задумываться о возможности использования квадрокоптера при кадастровой съемке. Интересуют бюджетные полупрофессиональные модели, но к ним много вопросов: на сколько это реально? какие задачи можно решать? Есть ли специальные топо-модели? или какие наиболее подходят. Сколько стоит? Кто продает? Какое ПО? Заранее спасибо)

 

На работе выписали квадрокоптер какойто фантом, типа снимать поля с/х угодий для дальнейшего уточнения границ и площади. Насколько качественно и вообще реально чегото добиться кроме фотографий не знаю, у самого куча вопросов. Принцип использования и обработки материала с АФС знаю для решений многих задач, но использования бюджетного квадрокоптера который с камерой go pro предназначеной для съемки меромприятий и мониторинга и т.д незнаю. Интересно будет услышать мнение и увидеть реальную работу и полученный обработанный материал для геодезических целей.

 

Самый бюджетный - тот самый Фантом. Полезная нагрузка - либо "незнамокакой" штатный фотоаппарат, либо камера гоупро (еще 15 килорублей минимум). Время полета - полчаса. Возможность уронить - да вообще не вопрос. Радиус действия - очень маленький. Колбасит - очень сильно, не фотки, а каша с ужаснейшими искажениями объектива. Докупить за н-тыщ стабилизатор, усилить сигнал, как-то направить камеру строго вниз и прочее - получится уже совсем не бюджетно.
Информации о положении снимков во время полета никакой, но в ПО можно обойтись без этого, сильно проиграв по времени. Облет территории выполняется вручную, что не так-то просто, дОлжные перекрытия не гарантируются, можно снять оочень небольшие площади (сколько позволит аккумулятор и тот факт, что даже при хорошей связи вы просто потеряете визуальный контакт). Как вариант - впихнуть туда еще автопилот, GNSS-систему, еще несколько винтов, еще пару аккумуляторов, офигенный модем, крутой стабилизатор, новые достойные крепления, крутую тяжелую камеру, пульт управления с видео он-лайн, заплатив не одну сотню килорублей превратить все это дело в гексакоптер (как минимум), и можно смело патентовать и выходить на рынок =)
Короче говоря - нет. Использовать для разведывательных целей, в помощь дешифрированию, или какие-то элементарные задачи - да. Картографирование - нет.
Квадракоптеры хороши в съемке фасадов. Для этого дела могу подсказать, куда обратиться.
А так - не надо изобретать велосипед, берите проверенные опытом БПЛА. Вот как раз кадастром сейчас и занят - самое то.

 

DJ Phantom II. около 100 кило руб. Стабилизатор имеется, качество фото - норм, GPS модуль имеется (координирует положение камеры-коптера)
Только штатная камера широкоугольная - надо либо откалибровать (узнать параметры) либо колхозить. Это же касается и камер GoPro. Иначе нормальную трехмерку и ортофото не построить

И я не был бы столь категоричен насчет непригодности оного для картографирования:

 

А крен/тангаж/рыскание в момент фотографирования отобъет?
Фото с гоупрохи 3+ ВЕ почти уверен, что не проканают.


Добавлю:
Построить ортофото можно с чего угодно. Хоть с вышки с рук поснимать. Особенно в Фотоскане. Что с точностями и временем на обработку - совсем другой вопрос.
И какой же масштаб можно выжать с вашего ортофотоплана?

 

См. выше (осторожно, траффик!). Собственно, снимок не итоговый - артефакты имеются, качество не самый максимум (исходник больше 1 гига весит).
Привязка - по отснятому GPSниками "каркасу" на местности.
Камера GoPro, на тот момент ещё неоткалиброванная (отсюда и артефакты)

P.S.
В М1:500 укладываемся точно - на выходе 1 пикс = 7 см. примерно.
Про систему - вообще отдельная песня. 64Гб оперативы и 8 процов жевали это часа три.

 

И в плане и по высоте?
Не горячитесь?
Высотная часть точно недостижима, ладно отметки верха/низа бордюра не взять, но у видимых наземных труб их по снимку не определить. ЦМР тоже в треть сечения не уложится.
В плане - не видно низа и углов некоторых зданий.
То что сошлись контрольные точки ещё не показатель, вы делали обмеры стен зданий и расстояний между ними?

У неё же сферическая аберрация просто огромная, её не устранить.
С каким перекрытием делаете снимки для собирания в ортофотоплан? Ведь белее-менее полезная и правильная картина только в центре.

 

Поменьше скептизма Речь-то, напомню, идет про возможность работы с дешёвыми и малыми БПЛА - т.н. коптерами.
В данном случае - DJ Phantom с камерой GoPro или базовой.
И использовании его для картографирования.

Точность - имеется ввиду в плане. С масштабом и высотой тоже все в порядке - доп.работы по созданию базиса-каркаса и контрольные съемки локальных участков тахом и приемником в любом случае необходимы. При том не забывайте, что этот ортофотоплан - это лишь вид сверху на трёхмерную модель всей этой красоты.

Сводка стереопар происходила сперва по данным положений камер (с внутреннего GPS коптера, +/- километр короче), а уже затем посадкой полученной сводки на контрольные точки (с известными XYH), снятые тахом и приемником. При этом данные калибровки камеры не использовались (что сказалось на кривизне и артефактах).

21 век, однако. Калибровка камеры дает фактические fx,fy,cx,cy и т.д. Эти параметры используются для трансформации "сферических" снимков в нормальные.
Перекрытие - разное. На данном примере - где-то 40% и выше (оно и видно местами). Точно не могу сказать.
В идеале, конечно, 80% должно быть. Но достичь этого можно лишь дополнительным софтом - для маршрутизации и автоматизации полета коптера. Такое, кстати, для DJ Phantom II есть родное.

--- Сообщения объединены, 12 янв 2015, Оригинальное время сообщения: 12 янв 2015 ---

Фото-оригинал с широкоугольной камеры коптера и результат трансформации по известным параметрам калибровки камеры:

 

Тогда другое дело. Виден осознанный профессиональный подход.

А то только руки свяжут кадастровым инженерам запретив "аналитический" (читай "по кадастровой карте и гуглмапс") способ получения координат, так они за квадрокоптеры хватаются. А штука в неумелых руках может такое выдать... и ведь не докажешь потом - "у меня всё точно, в нём ЖПС и, вообще, мне сверху всё видней" .

 

Чего мелочиться , вот такой надо коптер брать!

А вот что про фантом люди говорят:

 

Оффтоп

Точно чего жаться то...
Приезжал к нам их представитель, с демонстрацией....предлагали наземный сканер, не помню точно какие цифири модели вроде 2000, в общем не самый бюджетный вариант, но и не самый крутой, за 12 мультов нашими...ну мы могем себе тако позволить. Вопрос где и куда его использовать...и надо ли оно нам? А, еще надо было найти сотрудника, который бы "писанулся" с ним работать...одно дело "убить" тах за пол ляма, а 12 лямов совсем другой "праздник", такую оказию контора может и не простить.... Потом еще мечтали какой джип будем заказывать, для перевозки сего аппарата.... Их представитель приперся в наши "еженя", куда порой крузаки и "вахтовки" не всегда пробираются,... на порше кйенена мой вопрос, что мол, не жалко таку тачилу по таким дорогам гробить и как вы ваще сюда смогли проехали...он так скромно...ну мы потихоньку ехали....всего-то пару царапин....

 

Получается каждый снимок привязывался и калибровался отдельно, а уже затем сшивался в общее поле? Каким софтом пользовались если не секрет?

 

Все тот же Photoscan.
Снимки предварительно калибровались в PhotoTransformator Correction Utility, где предусмотрена потоковая система - выбираешь фотки, выбираешь шаблон камеры (заранее полученные параметры калибровки) - и вуаля.
Затем, уже в фотоскане, при выравнивании снимков есть опция - выравнивать по координатам камер (их координаты в WGS84, полученные с коптера, прописываются в теле самого снимка .jpg. Правда, только если коптер при съемке поймал не менее 9 спутников).
Несмотря на позиционирование камер "+/- километр" (а что мы ещё хотим от GPS-приемника в коптере?), фотоскан строит довольно неплохую модель. Это, скажем так, первый этап.
А вторым этапом выполняется выравнивание уже по точкам - накалываем на снимках предварительно отснятый базис-каркас. Вводим XYH этих точек, отключаем снимки, и снова запускаем выравнивание. Фотоскан дополнит/растянет/посадит ту, ранее уже построенную модель, на указанный базис.

В общем-то, качество выходного материала - трехмерки и ортофото - зависит от многих условий.
Наверное, главное всё же - перекрытие самих снимков. В идеале - не менее 80%. Достичь такого можно либо скрупулезным и тщательным управлением, либо используя софт для коптера с программируемым маршрутом, либо съемкой видео с последующей нарезкой.

--- Сообщения объединены, 13 янв 2015, Оригинальное время сообщения: 13 янв 2015 ---

А вот это видео устарело. В Phantom II практически все рассказанные проблемы - потери управления и связи, fly-away, выпадения батарей, балансировка винтов и т.д. и т.п. - решены.

 

В основном многие Фотоскан используют (он дешевле был, а щас сравнялся с фотомодом)

--- Сообщения объединены, 13 янв 2015, Оригинальное время сообщения: 13 янв 2015 ---

Хорошо если так.

 

Patron, радует ваш подход к идее, но.. много но. и.. и слишком сложно =)
Ни в коем случае я не пытаюсь "нагнать пургу" на идеи, но не высказаться не могу

1. Все же Фотоскан и близко не стоит с Фотомодом. Начиная от совершенно разных методов решения задачи и заканчивая степенью влияния пользователя на конечный результат. Фотоскан не позволяет вмешаться в процесс вообще никак. Он растянет и посадит на опорные точки все, что угодно. Даже если сажать на точки с ошибкой взаимного положения опорных точек в метр, он вполне возможно натянет на них модель так, что отчет выдаст сантиметровые точности на них. Проверено опытным путем
Кроме того, возьмем опорные точки - получены с какой-то ошибкой. По ним строится модель, ошибки на опорных точках еще до 3 см. Какие ошибки между точками - черт его знает, особенно на краях модели. Удаляясь перпендикулярно в сторону от условной прямой, соединяющей две опорные точки они распространяются по самым невообразимым траекториям. Не суть, есть решение - построить более плотный каркас опорных точек, снять бОльшую площадь от требуемой, потратить больше времени. Но ошибки все равно есть.
Далее, у вас разрешающая способность снимка - 7 сантиметров. Можно и больше получить, летая ниже (и дольше, и сложнее в управлении, ведь перекрытия по 80%, снимков больше, обработка дольше и т.п.). И теперь самое главное - а с какой точностью пользователь отдешифрирует и нанесет объект в автокаде? Как точно он опознает четкий контур или точечный объект? Ошибка щелчка мышкой в 2 пикселя (!!) - уже 14 сантиметров + ошибка построения модели по опорным точкам с уже какой-то ошибкой + дальнейшие ошибки при пересчете в принятую МСК (так как задать параметры в МСК-1964 года (кажется именно так она называется в Ленобласти), к примеру, в Фотоскан - задача та еще. А кадастр любит не пойми какие системы координат.
Хочется добавить маленькое замечание из опыта - если получилось реальное ортофото, т.е. изображение строго вертикально вниз, изображение забора, к примеру, не превращается в линию шириной в пиксель. Как опознать его четкое положение, проверить на местности на глаз? Еще ошибки, либо еще работа традиционными методами (о которой вы говорили) - еще время. Хочется добавить замечание по вашему орфтофото - ужасный смаз в правом верхнем углу. О нем я узнаю уже после обработки, и что делать? Съездить еще разок, полетать еще? И потом снова обработать? Потратить еще время?
Не видел такой суперкалибровки, чтобы устранить артефакты, полученные по краям высоких объектов (и, по моему мнению, такое решение придет еще очень не скоро) Они все равно будут.
Не все объекты, которые требуется отобразить, будут видны на ортофотоплане. Деревья, густая трава, просто мелкие детали, столбы в куче хлама, которые так любят складывать садоводы на своих участках. Отсутствие качественных характеристик - потребуется еще время на выезд и дешифровку.
О какой пятисотке идет речь?? Пятитысячник. Ну двухтысячник - край (мое личное мнение не подкрепленное опытом).
И это еще только план, с высотой отдельная песня - хорошо, что для кадастра она не интересна.

2. На тему калибровки. 21 век - это, конечно, хорошо. Но откалибровать фотки с гоупро таким образом, что с чистой совестью утверждать об отсутствии искажений.. Очень смело. На глаз-то оно конечно выглядит круто
Я сам не спец, но могу показать пальцем на человека, который на этом деле вторую собаку ест диссертацию пишет. Очень основательный диалог на тему невозможности подобных утверждений гарантирую
3. Управление квадриком как ни крути сильно связывает руки - сложно, радиус действия небольшой, время работы короткое, к погодным условиям привязывает сильно, аварийность, разрешение надо получать точно так же, как и на БПЛА. 100 тыщ квадрик, 100 тыщ Фотоскан, 100 тыщ крутой комп для обработки, 100 тыщ на цивил (мы же хорошие ребята, пользуемся только лицензионным ПО ), Н-тыщ на камеру, Н-тыщ на опознаки (кстати, тоже время на их закладку и определение), Н-тыщ на ломающиеся у квадрика винты и прочее, Н-тыщ на прочее оборудование. Не так-то бюджетненько получается, а минусы мне еще не все в голову пришли, да и писать лень.

Не проще ли и, самое главное, не быстрее ли пройти ногами в РТК цепляя опоры ВЛ для последующей постановки на кадастр, ширина полосы съемки 20м, масштаб 2000, крайне низкая степень требуемой детализации? (типичная задачка с кадастром).

В качестве итога - да, Фотомод сошьет все, что угодно. Да, отчет о построении модели будет очень крут и красив. Да, картинка будет очень красива, особенно в солнечную погоду.
Но в качестве бюджетного средства для картографирования основываясь на снимках с коптера - нет, не соглашусь. Долго, все равно дорого, слишком много слабых мест. Либо лепить тот кадастр, который мы, к сожалению, сейчас имеем, и не жаловаться, когда Росреестр выдает какую-то ересь.
В качестве бюджетного средства для ГИС, мониторинга, мелких масштабов, определения объемов конусов (с неслишком большой точностью), предварительного трассирования проектируемых объектов, определения генеральных направлений - вот это да, это реально. Дешево, порой долго, но сердито. Все, как мы любим =)

На мой взгляд, лучше не лезть в подобные авантюры, и купить бюджетный электрический БПЛА - проблемы все равно будут те же, но не так остры и проще решаемы, а управление, обслуживание, и сфера применения не сравнимо шире и лучше. На открытой территории - тысячник вполне, в идеальных условиях в качестве нереально удачного стечения обстоятельств - 500 по тем объектам, которые будут отображены на снимках (мое личное мнение подкрепленное опытом).
Цена вопроса.. ох уж не знаю, как сейчас, но было до 1 млн.

 

Коптер - "вертолет"
БПЛА - "самолет"
по маневренности победитель очевиден...

 

Оффтоп

Если коптер без пилота то это то же БПЛА ( Без Пилотный Летательный Аппарат)

 

Patron, а как вы калибровали камеру? Можете привести параметры своей, можно огрублённые, мне для ориентировки т.к. фотограмметрии не касался с института.
У меня друзья балуются с Фантомом 2 и GoPro, до сих пор их потуги только ухмылку вызывали. Теперь, думаю, что можно их направить в нужное русло.

Полез искать PhotoTransformator Correction Utility, попал на сайт НПП “Фотограмметрия”. Они делают АФС с маленького радиоуправляемого дирижабля .

При этом АФС "как у взрослых", со стабилизацией платформы, ЖПС...

 

Очень трудно представить как они им управляют, т.к. даже при очень не большом ветре это чудо может унести не по маршруту. Я когда то очентоь "горел" темой дирижаблей и даже ездил на предприятие "Авгурь". Там мне объяснили все плюсы и минусы данного вида воздушного судна. Бывали случаи что дирижабль срывало с места стоянки и портило чужое имущество (вроде во Франции такой случай был)

 

Он метра 3 всего в длину и вес небольшой.
Да при ветре снимать тяжело или невозможно, но время полёта в разы выше чем у квадрокоптера или БПЛА. Кстати, судя по видео, скорость у него никак не меньше чем у того же Фантома.
На борту не GoPro, а зеркальная камера и полноценный спутниковый приёмник.
Цену бы примерную узнать.
Фантом с камерой и телеметрией более 200 т.р.