Pix4D - फोटो से लेकर माप तक

Quadrocopters और विभिन्न UAV धीरे-धीरे पेशेवर गतिविधि के कई क्षेत्रों में परिचित उपकरण बन रहे हैं। फोटोग्राफर्स और वीडियोग्राफरों के हाथों में ड्रोन की क्षमताओं को पछाड़ना बहुत मुश्किल है, लेकिन इन उपकरणों की क्षमता को उद्योग और जियोडेसी के क्षेत्र में पूरी तरह से महसूस किया जा सकता है। विशेष रूप से, अगर कॉप्टर विशेष सॉफ़्टवेयर चला रहा है, और हवाई सर्वेक्षण सामग्री कंप्यूटर संसाधित और विभिन्न डेटा का विश्लेषण करने के लिए उपयोग की जाती है।

कुछ कंपनियां विशिष्ट समस्याओं को हल करने के लिए सॉफ़्टवेयर का उत्पादन करती हैं, लेकिन ऐसी परियोजनाएं हैं जो एक बार में कई क्षेत्रों के लिए उपयुक्त हैं। इन निर्माताओं में से एक स्विस कंपनी Pix4D है, जो 2011 से फोटोग्रामेट्री के क्षेत्र में विभिन्न समाधान विकसित कर रही है। यूरोप की सबसे बड़ी पॉलिटेक्निक यूनिवर्सिटी EPFL की एक ऑफशूट (या बल्कि, एक कंप्यूटर विज़न प्रयोगशाला) के रूप में शुरू होकर, आज Pix4D दुनिया की सबसे तेजी से बढ़ती कंपनियों में से एक बन गई है। मल्टीस्पेक्ट्रल छवियों को 3 डी मॉडल और तीन-आयामी नक्शे में परिवर्तित करने के लिए सॉफ़्टवेयर बनाने में अपने विशाल अनुभव के आधार पर, कंपनी ने निर्माण और कैडस्ट्रे, कृषि, एरियल फोटोग्राममेट्री और रियल एस्टेट में उपयोगी सॉफ्टवेयर उत्पादों की एक श्रृंखला विकसित की है।

यह कैसे काम करता है

Pix4D उत्पाद आपको क्वाड्रोकोप्टर कैमरे पर विभिन्न कोणों से सैकड़ों तस्वीरों को स्वचालित रूप से शूट करने की अनुमति देते हैं, जो एक विशेष एल्गोरिथ्म का उपयोग करके एकल स्थलाकृतिक मानचित्र या 3 डी मॉडल में संसाधित और संयुक्त होते हैं। सरल शब्दों में, कार्यक्रम का सिद्धांत मानव दृष्टि के सिद्धांत के समान है। हमारी आंखें एक अलग कोण से एक ही वस्तु को देखती हैं, और मस्तिष्क, इस अंतर के आधार पर, इन छवियों को तीन-आयामी छवि में परिवर्तित करता है।

सबसे पहले, उपयोगकर्ता को उपलब्ध नियंत्रण प्रकारों में से एक का चयन करना आवश्यक है। फ़्रीफ़लाइट मिशन मोड को चुनना संभव है, जिसमें ऑपरेटर कोप्टर के आंदोलनों के लिए ज़िम्मेदार होता है, और कैमरा दिए गए क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर मान द्वारा ड्रोन की स्थिति को बदलने के बाद एक नया फ्रेम लेता है।

स्वचालित मोड में, डिजिटल ऊंचाई मॉडल (डेम) बनाने के लिए, एप्लिकेशन में रिकॉर्ड की गई वस्तु, उड़ान ऊंचाई, कैमरा कोण और अन्य मापदंडों की सीमाओं को निर्धारित करना आवश्यक है। टेक-ऑफ और लैंडिंग स्वचालित रूप से किया जाता है, लेकिन पायलट के पास यूएवी नियंत्रण कौशल होना चाहिए अगर ड्रोन के रास्ते में अप्रत्याशित कठिनाइयां या बाधाएं उत्पन्न होती हैं।



टेकऑफ़ के बाद, क्वाड्रोकॉप्टर स्वचालित रूप से गोली मारे जाने वाले क्षेत्र पर उड़ जाता है, आवश्यक संख्या में फ़्रेम बनाता है। कार्यक्रम एक अलग EXIF ​​फ़ाइल में प्रत्येक फोटो के बारे में जानकारी भी लिखता है, जो देशांतर और अक्षांश, उड़ान ऊंचाई और कैमरे के कोण के डेटा को इंगित करता है। शूटिंग पूरी होने के बाद, प्राप्त डेटा को Pix4D प्रोग्राम में आयात किया जाना चाहिए या प्रसंस्करण के लिए क्लाउड स्टोरेज पर भेजा जाना चाहिए। पैटर्न मान्यता तकनीक की मदद से, तस्वीरों में आम या "कनेक्ट" बिंदुओं के लिए एक खोज शुरू हो जाएगी: अलग-अलग तस्वीरों में रंग और ज्यामितीय व्यवस्था में पिक्सेल के समान समान संयोजनों की खोज की जाती है, जिसके परिणामस्वरूप यह संयोग एक महत्वपूर्ण बिंदु बन जाता है। जितने अधिक मिलान पाए जाते हैं, उतने ही सटीक रूप से मॉडल बनाया जाता है। अंतरिक्ष में इस मॉडल के बिंदु का निर्माण करने के लिए, कम से कम तीन तस्वीरों से मेल खाना आवश्यक है, लेकिन बड़ी संख्या में बेहतर है, और यह संभव है अगर तस्वीरों का ओवरलैप अनुप्रस्थ दिशा में कम से कम 60% और अनुदैर्ध्य दिशाओं में 75% हो।

अगला, प्रत्येक कुंजी बिंदु के स्थानिक निर्देशांक की गणना एक EXIF ​​फ़ाइल से डेटा को त्रिकोणीय और निकालने के द्वारा की जाती है। छवि केंद्रीय क्षेत्र को लेती है जिसमें से फोटोग्राफी ली गई थी, और इसमें से चित्र में पाए जाने वाले प्रत्येक प्रमुख बिंदु पर दृष्टि की एक रेखा खींची गई है। इन पंक्तियों के प्रतिच्छेदन का परिणाम स्थानिक निर्देशांक का वांछित मूल्य देता है। इसके अलावा, लेवेनबर्ग-मार्क्वार्ड एल्गोरिथ्म या बंडल विधि का उपयोग त्रुटियों के सेट के वर्गों के योग को कम करने के लिए किया जाता है।



इन सभी गणनाओं के आधार पर, कार्यक्रम पॉलीगॉन या मेश से बना एक हटाने योग्य सतह उत्पन्न करने के लिए बिंदुओं का एक विस्तारित बादल बनाता है। और अंतिम चरण पिक्सल के आकार की गणना कर रहा है और फोटो में पिक्सल के पत्राचार को उत्पन्न जाल से निर्धारित करता है।

कार्यक्रम के पूरा होने पर, आपको उस क्षेत्र का त्रि-आयामी मॉडल मिलता है जिसकी आपको आवश्यकता होती है। आप स्केल को बदल सकते हैं, कंट्रास्ट और ब्राइटनेस, हीट बैलेंस को एडजस्ट कर सकते हैं, प्राप्त डेटा को जीआईएस और सीएडी प्रोग्राम्स में इम्पोर्ट कर सकते हैं, अर्थवर्क की मात्रा को माप सकते हैं, इमेज के सेट से वांछित अंश और अन्य फीचर्स का चयन करने के लिए ऑर्थोमाइक एडिटर का उपयोग कर सकते हैं।

आवेदन के क्षेत्र

Pix4D की उत्पाद लाइन में Pix4Dmapper, Pix4Dfields, Pix4Dmodel, Pix4Dbim जैसे उत्पाद शामिल हैं, साथ ही कॉप्टर के उड़ान पथ के निर्माण के लिए मुफ्त Pix4Dcapture एप्लिकेशन भी शामिल है।

उद्योग में Pix4D सॉफ्टवेयर का उपयोग करने की क्षमता बहुत बड़ी है। सबसे पहले, सटीक 3 डी मानचित्र बनाने के लिए, निश्चित रूप से सॉफ्टवेयर का उपयोग भूगणित, कार्टोग्राफी, एरियल फोटोग्राममेट्री में किया जाता है। इस क्षेत्र में समस्याओं को हल करने के लिए, Pix4Dmapper उपयुक्त है। यह समृद्ध कार्यक्षमता वाला एक उपकरण है। इसकी मदद से, आप क्षेत्र की हवाई तस्वीरों को तीन आयामी छवि में बदल सकते हैं। प्रसंस्करण प्रक्रिया स्वयं या तो कंप्यूटर पर या Pix4D क्लाउड स्टोरेज में होती है, जहां आपको रूपांतरण के लिए सभी एकत्रित डेटा भेजने की आवश्यकता होती है। कार्यक्रम में 3 डी मॉडल पर प्राप्त वस्तुओं के आकार, क्षेत्र और मात्रा को मापने की क्षमता है। यह साइट निरीक्षण को दूरस्थ रूप से संचालित करने में मदद करता है। सर्वेक्षण की सटीकता एक्स और वाई विमानों में 1 से 2 सेमी / पिक्सेल से है, साथ ही जेड प्लेन में 1 से 3 सेमी / पिक्सेल से (क्षेत्र की ऊंचाई के अंतर के आधार पर) लिया जा सकता है। एक बिंदु बादल को वर्गीकृत करना भी संभव है: मॉडल और सतह (पृथ्वी, डामर, उच्च वनस्पति, भवन, मनुष्य द्वारा बनाई गई वस्तुओं) के आवश्यक तत्वों को सटीक विश्लेषण और परियोजना के बाद के समायोजन के लिए रंगों में हाइलाइट किया गया है। Pix4Dmapper का उपयोग करते हुए, एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन ऑर्थोमाइक प्राप्त किया जाता है, एक डिजिटल इलाक़ा और इलाक़ा मॉडल, समोच्च आकृति और परावर्तन का मानचित्र, साथ ही तापमान मानों के साथ मैप्स।



Sociocultural क्षेत्र और अचल संपत्ति के प्रतिनिधियों को Pix4Dmodel नामक एक अन्य उपकरण में रुचि होगी। इसकी मदद से, ऐतिहासिक स्मारकों का डिजिटलीकरण, यूनेस्को की विश्व धरोहर स्थल, स्थापत्य संरचनाएं। परिणामस्वरूप मॉडल का उपयोग वीआर हेडसेट्स के लिए कार्यक्रमों में इंटरैक्टिव ऑब्जेक्ट्स के रूप में या उड़ान वीडियो बनाने और लोकप्रिय वीडियो होस्टिंग साइटों पर बाद में प्रकाशन के लिए किया जा सकता है। सिमुलेशन कार्यक्रमों और 3 डी प्रिंटिंग में उपयोग के लिए विभिन्न लोकप्रिय प्रारूपों (.bj, .fbx, .dxf, .ply) में परिणामी मॉडल का उपलब्ध निर्यात।

कृषि उद्योग के लिए एक उपकरण विकसित किया गया है। Pix4Dfields आपको वर्णक्रमीय सूचकांकों और वनस्पति सूचकांकों की गणना और तुलना करने की अनुमति देता है, भू-आकृति और ऑर्थोमोसा का निर्माण करता है।



Pix4Dbim निर्माण कंपनियों के लिए एक शक्तिशाली कार्यक्रम है। इसके साथ, उपयोगकर्ता को अपने प्रोजेक्ट की पूरी तस्वीर मिलती है जो क्षेत्र के स्थलाकृतिक और समोच्च नक्शे के स्वचालित निर्माण के लिए धन्यवाद, दो-आयामी या तीन-आयामी अनुमान, एक कालानुक्रमिक पैमाने जिस पर निर्माण कार्य के सभी चरण प्रदर्शित होते हैं। Pix4Dbim भवन निर्माण प्रगति का मूल्यांकन करना बहुत आसान बनाता है: बस CAD चित्र निर्यात करें और एक साधारण ओवरले में परिणामी BIM डेटा के साथ उनकी तुलना करें।

और, ज़ाहिर है, सभी टूल में प्राप्त डेटा और मॉडल Pix4D क्लाउड पर अपलोड किए जा सकते हैं, एक टिप्पणी छोड़ सकते हैं, एक पर्चे और ग्राहक या आपकी टीम के साथ साझा कर सकते हैं।

प्रतिबंध

Pix4D के उत्पाद में मामूली खामियां हैं। कार्यक्रम किसी भी चिंतनशील सतहों को एक संरचनात्मक तत्व के रूप में पहचानता है और स्वचालित रूप से उन्हें एक मॉडल बनाने के लिए संसाधित करता है। इस तरह के कीड़े आसानी से अंतर्निहित उपकरणों द्वारा समाप्त हो जाते हैं, लेकिन Pix4D अभी तक समुद्र की सतह या झीलों को डिजिटल बनाने के लिए उपयुक्त नहीं है।

स्वचालित मोड में भी एक उड़ान के लिए हवाई फोटोग्राफी के क्षेत्र पर प्रतिबंध हैं। उच्च ऊंचाई (कम रिज़ॉल्यूशन) और ओवरलैप की डिग्री कम (कम महत्वपूर्ण बिंदु और मॉडल पुनर्निर्माण की सटीकता कम), बड़ा क्षेत्र एक समय में कवर किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, 200 मीटर (5.5 सेमी / पिक्सेल) और न्यूनतम ओवरलैप (75% अनुदैर्ध्य और 60% अनुप्रस्थ) की शूटिंग ऊंचाई के साथ एक फैंटम 4 प्रो क्वाड्रोक्रॉप्टर मॉडल 100 हेक्टेयर इलाके पर कब्जा कर सकता है। यह एक बैटरी से यूएवी के ऑपरेटिंग समय के कारण है। हालांकि, कोई भी बैटरी को बदलने और पिछले सर्वेक्षण पूरा होने के स्थान से मिशन को जारी रखने के लिए परेशान नहीं करता है। आधुनिक मार्ग नियोजन अनुप्रयोग आपको ऐसा करने की अनुमति देते हैं। और प्रौद्योगिकी अभी भी खड़ा नहीं है, और प्रतिध्वनि का प्रत्येक नया मॉडल अधिक समय तक हवा में रह सकता है। यह मत भूलो कि Pix4D नियमित रूप से अपने उत्पाद का समर्थन और विकास करता है, जो पूरी लाइन की क्षमताओं को प्रभावित करता है।



Pix4D का सॉफ्टवेयर अधिकांश आधुनिक ड्रोनों के साथ काम करने का समर्थन करता है, फोटोोग्राममेट्री, डिजिटलीकरण और 3 डी-मॉडल के निर्माण की प्रक्रिया को तेज करता है। निरीक्षण के लिए हेलीकॉप्टर किराए पर लेने से औद्योगिक कंपनियों को अब नुकसान नहीं उठाना पड़ेगा। Pix4D इलाके के तेज और सटीक टोही के लिए अनुमति देता है, और उपयोगकर्ता के लिए आवश्यक जानकारी को स्वचालित रूप से एकत्र और संसाधित करता है। कुछ साल पहले, कई उद्यम केवल इस तरह का सपना देख सकते थे। लेकिन प्रौद्योगिकी के विकास और यूएवी के उत्पादन के लिए धन्यवाद, सटीक 3 डी कार्ड बनाने की क्षमता छोटी कंपनियों के लिए भी उपलब्ध हो रही है।