倾斜摄影当中重叠度、传感器尺寸、焦距等参数问题梳理

随着无人机的快速发展，倾斜摄影行业迎来了一个新的浪潮，越来越多的人利用无人机从事测绘行业的相关数据采集工作。在数据采集过程当中遇到了各种各样的问题，导致飞出来的数据不达标，无法完成模型重建工作。这里根据自己的接触对倾斜摄影过程当中重叠度、传感器、焦距、飞行速度、拍照间隔等参数以及他们之间的相互关系做一个简单的梳理。

如有不当或错误之处敬请指正。

1传感器

很多三维模型重建软件要求输入相机的传感器参数和焦距，一般输入的是传感器的长边尺寸。

1.1 传感器参数的获取

传感器是是相机的固定参数，和无人机无关，虽然很多无人机自带相机，但传感器参数也只和相机有关。所以只要知道相机型号就可以知道传感器尺寸。很多朋友不知道如何获取这个参数值，这里直接给出搜索方法。

1.1.1常规情况

这里以sony ar7 相机为例。

直接百度搜索sony ar7，

找一个带相机详细参数的任何一个网站

点进来查看参数

一般都带传感器参数

这里可以看到传感器的长边尺寸35.8mm。

1.1.2 特例情况

也有部分相机厂商没有明确给出传感器尺寸大小，但一般也会给出类型和对角线尺寸，这里可以进行一下换算。

以大疆无人机的精灵3为例。

百度精灵3

找相机参数

找传感器参数

对于传感器，即使没有明确给出尺寸大小，但一般都是相机的常规尺寸，这里引用百度出的一张图

这里可以看到1/2.3对于的传感器长边尺寸是6.16mm

1.2 焦距

这个不想多说，自己拍的照片不知道设置的焦距是多少也是醉了。。。

不过一般没有经过特殊处理的片子，都保存了焦距参数，可以直接右键图片查看属性，里面详细的记录了焦距，单位是mm

注意，焦距参数是不是35mm等效焦距。请选择焦距属性对应的值。

1.3 重叠度保障

航拍的时候如何保证重叠度呢？重叠度应该是多少呢？

根据不同的航拍用户，重叠度也不一样，如果只是为了快拼影像，一般旁向重叠度60%以上，航线（纵向）重叠度70%以上，如果用于三维重建，建议旁向重叠度70%以上，航线（纵向）重叠度80%以上.上述数值为经验值，非官方，仅作参考。

如何保证重叠度呢？很多的飞控软件都实现了自动化，只需要输入相机参数，飞行高度，重叠度就可以自动规划出航线。那这些航线是如何来的？如何自己设计航线该如何保证重叠度达到了要求？

这里其实是初中所学的【小孔成像原理】，假设相机以长边飞行方向垂直，航线间距为x。和示意图如下：

小孔成像-航线间距

按照上述条件，这里计算旁向重叠度用的是传感器长边尺寸

d/ccd = h/len

旁向重叠度= x/len

这个方程的求解应该不难了吧？x=旁向重叠度*h/d*ccd

沿着飞行方向也是一样的，只不过要用传感器的短边尺寸。

1.4 飞行速度和拍照间隔

上述过程计算出了拍照的间距，旁向间距a和航向间距b

真正飞行的时候我要以什么速度飞行呢？拍照间隔设置多少呢？自动规划的软件是如何控制拍照的呢？

正常情况下为了加快飞行速度，缩短作业时间，都是保证拍照质量稳定的前提下让拍照速度最快

b=飞行速度*拍照间隔

2模型精度计算

上述所有的计算都是依据指定的飞行高度来计算的，飞行高度如何确定呢？这就和模型精度挂钩了，需要什么样精度的模型，使用了什么相机决定了飞行的最合适高度。

首先是照片分辨率的确定。

拍的照片是多少分辨率的？

还是小孔成像原理，传感器长边尺寸ccd，对应拍出的照片的长边像素数wx像素

d/ccd = h/len

拍照分辨率（m/像素）=ccd/d*h/w

公式：倾斜摄影模型精度=同工程正射分辨率的三倍

模型精度

倾斜摄影当中，经常会说我的模型是几厘米精度的，我飞的数据是5cm精度的模型？这个5cm是如何衡量的呢？

倾斜摄影的模型精度一般是照片分辨率的三倍，就是根据照片生成的正射影像的地面分辨率的三倍，如果生成的正射影像的分辨率是2cm/像素，那模型精度基本就是5-10cm。

公式：倾斜摄影模型精度=同工程正射分辨率的三倍

比例尺/地图分辨率和模型精度的换算关系

知道了上述概念后就不难理清他们之间的关系了，本文做以下简单梳理：

1:500的比例尺，对应的地面分辨率是指地图上1m对应地表500m，

     1米=39.370079英寸

      按照正常的图像72dpi来算，一英寸包含72像素，那么1米包含39.370079*72=2834.645688像素

      得到对应关系为2834.645688对应地图上500m ，分辨率为：500/2834.645688=0.1763888877247222

1:500的比例尺对应的地面分辨率接近0.18米

那航拍模型的精度也就要求0.18米，对应的航拍分辨率就是0.06米。就是说航拍建模的时候拍摄的照片要能达到6cm精度以上。

文章来自简书-王跃军NPK

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