Quadrocopters dan berbagai UAV secara bertahap menjadi alat yang akrab di banyak bidang kegiatan profesional. Sangat sulit untuk melebih-lebihkan kemampuan drone di tangan fotografer dan videografer, tetapi potensi perangkat ini dapat sepenuhnya terwujud sepenuhnya di bidang industri dan geodesi. Khususnya, jika copter menjalankan perangkat lunak khusus, dan materi survei udara diproses oleh komputer dan digunakan untuk menganalisis berbagai data.
Beberapa perusahaan menghasilkan perangkat lunak untuk menyelesaikan masalah tertentu, tetapi ada proyek yang cocok untuk beberapa bidang kegiatan sekaligus. Salah satu pabrikan ini adalah perusahaan Swiss Pix4D, yang sejak 2011 telah mengembangkan berbagai solusi di bidang fotogrametri. Dimulai sebagai cabang (atau lebih tepatnya, laboratorium visi komputer) dari universitas politeknik EPFL terbesar di Eropa, hari ini Pix4D telah menjadi salah satu perusahaan dengan pertumbuhan tercepat di dunia. Berdasarkan pengalamannya yang luas dalam menciptakan perangkat lunak untuk mengubah gambar multispektral menjadi model 3D dan peta tiga dimensi, perusahaan telah mengembangkan berbagai produk perangkat lunak yang berguna dalam konstruksi dan kadaster, pertanian, fotogrametri udara, dan real estat.
Bagaimana cara kerjanya
Produk Pix4D memungkinkan Anda untuk memotret ratusan foto secara otomatis dari sudut yang berbeda pada kamera quadrocopter, yang diproses dan digabungkan menjadi peta topografi tunggal atau model 3D menggunakan algoritma khusus. Secara sederhana, prinsip program sangat mirip dengan prinsip visi manusia. Mata kita melihat objek yang sama dari sudut yang berbeda, dan otak, atas dasar perbedaan ini, mengubah gambar-gambar ini menjadi gambar tiga dimensi.
Pertama, pengguna harus memilih salah satu dari jenis kontrol yang tersedia. Dimungkinkan untuk memilih mode misi Freeflight, di mana operator bertanggung jawab atas pergerakan helikopter, dan kamera mengambil bingkai baru setelah mengubah posisi drone dengan nilai horisontal dan vertikal yang diberikan.
Dalam mode otomatis, untuk membangun model elevasi digital (DEM), diperlukan untuk mengatur batas-batas objek yang direkam, ketinggian penerbangan, sudut kamera dan parameter lain dalam aplikasi. Lepas landas dan mendarat dilakukan secara otomatis, tetapi pilot harus memiliki keterampilan kontrol UAV jika kesulitan atau hambatan yang tak terduga muncul di jalan drone.
Setelah lepas landas, quadrocopter secara otomatis terbang di atas area yang sedang ditembak, membuat jumlah frame yang diperlukan. Program ini juga menulis informasi tentang setiap foto dalam file EXIF ββyang terpisah, yang menunjukkan data bujur dan lintang, ketinggian penerbangan, dan sudut kamera. Setelah pemotretan selesai, data yang diperoleh harus diimpor ke program Pix4D atau dikirim ke penyimpanan cloud untuk diproses. Dengan bantuan teknologi pengenalan pola, pencarian akan dimulai untuk titik-titik umum atau "penghubung" dalam foto: kombinasi unik serupa dari piksel dalam warna dan susunan geometris dalam foto yang berbeda dicari, sebagai akibat dari mana kebetulan ini menjadi titik kunci. Semakin banyak kecocokan ditemukan, semakin akurat model dibangun. Untuk membangun titik model ini di ruang angkasa, perlu untuk mencocokkan setidaknya tiga foto, tetapi lebih baik dalam jumlah yang lebih besar, dan ini dimungkinkan jika tumpang tindih foto-foto setidaknya 60% di transversal dan 75% di arah longitudinal.
Selanjutnya, koordinat spasial dari setiap titik kunci dihitung dengan melakukan triangulasi dan mengekstraksi data dari file EXIF. Gambar mengambil area pusat dari mana fotografi diambil, dan darinya garis pandang ditarik ke setiap titik kunci yang ditemukan dalam gambar. Hasil perpotongan garis-garis ini memberikan nilai koordinat spasial yang diinginkan. Selain itu, algoritma Levenberg-Marquardt atau metode bundel digunakan untuk meminimalkan jumlah kuadrat dari set kesalahan.
Berdasarkan semua perhitungan ini, program membangun awan titik yang diperluas untuk menghasilkan permukaan yang dapat dilepas yang terdiri dari poligon atau jerat. Dan langkah terakhir adalah menghitung ukuran piksel dan menentukan korespondensi piksel dalam foto dengan jala yang dihasilkan.
Setelah menyelesaikan program, Anda mendapatkan model tiga dimensi dari area yang Anda butuhkan. Anda dapat mengubah skala, menyesuaikan kontras dan kecerahan, keseimbangan panas, mengimpor data yang diterima ke dalam program GIS dan CAD, mengukur volume pekerjaan tanah, menggunakan editor ortomosaic untuk memilih fragmen yang diinginkan dari set gambar, dan fitur lainnya.
Bidang aplikasi
Lini produk dari Pix4D mencakup produk-produk seperti Pix4Dmapper, Pix4Dfields, Pix4Dmodel, Pix4Dbim, serta aplikasi Pix4Dcapture gratis untuk membangun jalur penerbangan copter.
Potensi untuk menggunakan perangkat lunak Pix4D di industri sangat besar. Pertama-tama, tentu saja, perangkat lunak digunakan dalam geodesi, kartografi, fotogrametri udara, untuk membangun peta 3D yang akurat. Untuk mengatasi masalah di bidang ini, Pix4Dmapper cocok. Ini adalah alat dengan fungsionalitas yang kaya. Dengan bantuannya, Anda dapat mengubah foto udara di area tersebut menjadi gambar tiga dimensi. Proses pemrosesan itu sendiri terjadi baik di komputer atau di penyimpanan cloud Pix4D, di mana Anda harus mengirim semua data yang dikumpulkan untuk konversi. Program ini memiliki kemampuan untuk mengukur ukuran, luas dan volume objek yang diperoleh pada model 3D. Ini membantu untuk melakukan inspeksi lokasi dari jarak jauh. Keakuratan survei adalah dari 1 hingga 2 cm / piksel di bidang X dan Y, serta dari 1 hingga 3 cm / piksel di bidang Z (tergantung pada perbedaan ketinggian area yang ditangkap). Dimungkinkan juga untuk mengklasifikasikan awan titik: elemen-elemen yang diperlukan dari model dan permukaan (bumi, aspal, vegetasi tinggi, bangunan, objek yang dibuat oleh manusia) disorot dalam warna untuk analisis yang akurat dan penyesuaian selanjutnya dari proyek. Dengan menggunakan Pix4Dmapper, diperoleh ortomosaic resolusi tinggi, model medan digital dan medan, peta kontur kontur dan reflektifitas, serta peta dengan nilai suhu.
Perwakilan dari bidang sosiokultural dan real estat akan tertarik pada alat lain yang disebut Pix4Dmodel. Dengan bantuannya, digitalisasi monumen bersejarah, situs Warisan Dunia UNESCO, struktur arsitektur. Model yang dihasilkan dapat digunakan sebagai objek interaktif dalam program untuk headset VR atau untuk membuat video penerbangan dan publikasi selanjutnya di situs hosting video populer. Tersedia ekspor model yang dihasilkan dalam berbagai format populer (.bj, .fbx, .dxf, .ply) untuk digunakan dalam program simulasi dan pencetakan 3D.
Suatu alat telah dikembangkan untuk industri pertanian. Pix4Dfields memungkinkan Anda untuk menghitung dan membandingkan indeks spektral dan indeks vegetasi, membuat geofences dan ortomosa.
Pix4Dbim adalah program yang kuat untuk perusahaan konstruksi. Dengan itu, pengguna mendapatkan gambaran lengkap tentang proyeknya berkat konstruksi otomatis peta topografi dan kontur area, proyeksi dua dimensi atau tiga dimensi, skala kronologis di mana semua tahap pekerjaan konstruksi ditampilkan. Pix4Dbim membuatnya sangat mudah untuk mengevaluasi kemajuan pembangunan: cukup ekspor gambar CAD dan bandingkan dengan data BIM yang dihasilkan dalam overlay sederhana.
Dan, tentu saja, data dan model yang diperoleh di semua alat dapat diunggah ke cloud Pix4D, tinggalkan komentar, resep, dan bagikan dengan pelanggan atau tim Anda.
Keterbatasan
Produk dari Pix4D memiliki kekurangan kecil. Program ini mengenali permukaan reflektif sebagai elemen struktural dan secara otomatis memprosesnya untuk membuat model. Bug semacam itu mudah dihilangkan dengan alat bawaan, tetapi Pix4D belum cocok untuk mendigitalkan permukaan laut atau danau.
Juga dalam mode otomatis ada batasan pada area foto udara untuk satu penerbangan. Semakin tinggi tinggi (resolusi lebih rendah) dan semakin rendah tingkat tumpang tindih (poin kunci lebih sedikit dan lebih rendah keakuratan rekonstruksi model), semakin besar area yang dapat dicakup pada suatu waktu. Misalnya, model quadrocopter Phantom 4 Pro dengan ketinggian bidikan 200 meter (5,5 cm / piksel) dan tumpang tindih minimum (75% memanjang dan 60% melintang) dapat menangkap 100 hektar medan. Ini karena waktu pengoperasian UAV dari satu baterai. Namun, tidak ada yang mau mengganti baterai dan melanjutkan misi dari tempat survei sebelumnya selesai. Aplikasi perencanaan rute modern memungkinkan Anda melakukan ini. Dan teknologi tidak tinggal diam, dan setiap model helikopter baru dapat bertahan di udara lebih lama dan lebih lama. Jangan lupa bahwa Pix4D secara teratur mendukung dan mengembangkan produknya, yang memengaruhi kemampuan seluruh lini.
Perangkat lunak dari Pix4D mendukung bekerja dengan kebanyakan drone modern, mempercepat dan menyederhanakan proses fotogrametri, digitalisasi dan membangun model-3D. Perusahaan industri tidak lagi harus menderita kerugian dengan menyewa helikopter untuk diperiksa. Pix4D memungkinkan pengintaian yang cepat dan akurat di medan, dan juga mengumpulkan dan memproses secara otomatis informasi yang diperlukan bagi pengguna. Beberapa tahun yang lalu, banyak perusahaan hanya bisa memimpikan hal seperti itu. Tetapi berkat perkembangan teknologi dan produksi UAV, kemampuan untuk membuat kartu 3D yang akurat menjadi tersedia bahkan untuk perusahaan kecil.