مدل سه بعدی یا 3D چگونه با تصاویر پهپاد (هلی شات) تولید می شود؟

در این نوشته ما در شرکت کارتال قصد داریم، با استفاده تصاویر پهپاد (هلی شات) برای ساخت مدل سه بعدی یا مدل 3D آشنا شویم.

امروزه پهپادها به ابزاری همه کاره تبدیل شده اند که برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرند. یکی از کاربرد های مهم پهپادها کمک به ساخت مدل های سه بعدی می باشد.

مدل سه بعدی (3D) چیست؟

مدل سه بعدی یا مدل 3D نمایشی از یک عارضه یا سطح است. با ترسیم نقاط جداگانه در فضای سه بعدی در امتداد محورهای Z ، Y ، X ایجاد می شود.

نقاط با اشکالی هندسی مانند مثلث ، مستطیل ، کره ، خطوط یا سطوح منحنی به هم متصل می شوند تا مدل 3D را تشکیل دهند. شما میتوانید با استفاده از یک الگوریتم یا با اسکن یک شی فیزیکی مدل‌ سه‌بعدی خود را به صورت دستی و به کمک نرم‌افزار ها ایجاد کنید.

در طول این فرآیند می توانید اندازه، شکل و بافت را تعیین کنید. با استفاده از داده های مختصات، نرم افزار مکان هر نقطه عمودی و افقی را که همه نسبت به یک نقطه مرجع هستند را شناسایی می کند.

برخی از کاربردهای رایج مدل سه بعدی عبارتند از:

انیمیشن و بازی : رایج ترین استفاده در ساخت بازی و انیمیشن می باشد. برای ایجاد شخصیت‌ها، فضا و… دنیای تخیلی انیمیشن و بازی استفاده می‌شوند. مدل سه بعدی در دنیای بازی های واقعیت مجازی اهمیت ویژه ای دارد.

پرینتر سه بعدی : منطقی است که چاپگرهای سه بعدی بدون داشتن مدل 3D کارایی نخواهند داشت. پرینترهای 3D به کمک مدل سه بعدی اشیای فیزیکی را تولید میکنند.

معماری : یکی دیگر از کاربردهای رایج در معماری است. مدل 3D به معماران این امکان را می دهد که فراتر از روش سنتی که نقشه های ساختمانی با دست نقشه کشیده میشدند، عمل کنند. اکنون می‌توان تصویری 3D از یک ساختمان را قبل از اینکه کاملاً ساخته شود ، به وجود آورد.

چگونه از عوارض بزرگ مدل 3D ساخته می شود؟

پهپادها همانند اسکنرهای هوایی هستند که می توانند از عوارض بزرگ مانند ساختمان ها ، سایت های ساخت و ساز  و مساحت های وسیع روی زمین به سادگی و در مدت زمان کم اسکن کنند. با استفاده از این تصاویر پهپاد میتوان مدل سه بعدی ایجاد کرد.

این کار را با استفاده از فتوگرامتری انجام می دهند.

فتوگرامتری : علم اندازه گیری از روی عکس ها، به ویژه عکس های هوایی است.

در فتوگرامتری از زوایای مختلف یک عارضه تصویر برداری صورت میگیرد. همچنین از داده های مختصاتی، محلی که در آن تصاویر گرفته شده اند استفاده می شود تا نقاط روی عارضه تشکیل و مثلث بندی صورت گیرد.

هرچه عکس های بیشتر و از زوایای مختلف گرفته شده باشد، فرآیند مثلث بندی دقیق تر خواهد بود.

تصاویر پهپاد برای فتوگرامتری عالی هستند. زیرا هر عکس دارای ژئوتگ می باشد. این به این معناست که عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی و ارتفاع از GPS پهپاد و حسگرهای داخلی آن در دیتای هر تصویر ذخیره می شود.

داده ها همچنین اطلاعاتی در مورد سنسور دوربین پهپاد را شامل می شود. برای پردازش و ساخت مدل 3D دقیق این تصاویر میتوان از نرم افزارهایی مانند RealityCapture ، Agisoft Metashape ، Pix4D و … استفاده کرد.

ویژگی ، تعداد و زاویه تصاویر برای ساخت مدل سه بعدی

برای به دست آوردن بهترین و دقیق ترین مدل سه بعدی با پهپاد خود باید دو کار انجام دهید.

اول شما باید مطمئن شوید که بین عکس های هوایی 60 تا 70 درصد پوشش طولی وجود دارد.

همچنین نیاز به حداقل 80 درصد پوشش عرضی می باشد.

رعایت همپوشانی به فرآیند مثلث بندی کمک می کند. در صورت وجود پوشش مناسب تصاویر مدل سه بعدی حاصل دقیق تر می شود. همچنین فرآیند های خودکار نرم افزار ها نیز میتوانند به درستی نقاط یکسان را بین عکس ها تناظریابی کنند. برنامه های پرواز مانند DroneDeploy و Pix4D Capture به شما امکان ایجاد مسیرهای پرواز خودکار و تنظیم همپوشانی کافی را می دهد. قبلا در مقالات جداگانه در مورد نحوه عملکرد نرم افزار pix4d ، انجام تنظیمات آن و انواع ماموریت بحث شده است. برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه ها  بر روی اسامی هریک کلی ک نمایید.

دومین کار این است که مطمئن شوید عکس های عارضه مدنظر از زوایا و ارتفاعات مختلف گرفته شود. ابتدا چند تصویر مستقیم از بالای عارضه به فاصله 30 تا 60 متر بگیرید. سپس ذر زاویه 30 درجه نسبت به عارضه پرواز و چند تصویر دیگر بگیرید. با ارتفاع متوسط و زاویه 45 درجه پرواز و تصویربرداری کنید. در آخر، ارتفاع پایین و زاویه 70 درجه پرواز کنید.

البته شما باید شعاع را تنظیم کنید تا عارضه همیشه در فریم باشد. گرفتن این زوایا و ارتفاعات مختلف به ایجاد یک مدل سه بعدی با کیفیت بالاتر کمک می کند. در با استفاده از نرم افزارها میتوان تصاویر را پردازش و مدل سه بعدی را ایجاد کرد.

مدل های سه بعدی دقیق چگونه مورد استفاده قرار می گیرند؟

دنیای امروز از مزایای زیاد تصویربرداری هوایی، نقشه برداری و نرم افزارهای تولید مدل سه بعدی بهره می گیرد. شرکت های ساختمانی می توانند پیشرفت سایت های ساخت خود را با به روز رسانی های منظم مدل 3D کنترل کنند. می توانند به راحتی مناطق مختلف سایت را بازرسی کنند.

امروزه مدل های سه بعدی نقش مهمی در شناسایی اشتباهات ، کاهش خطرات ، بهینه کردن هزینه ها ، تهیه انواع نقشه ها و… در صنعت ساخت و ساز ، شهرسازی و تقشه برداری ایفا می کنند. از مدل های 3D دقیق می توان برای محاسبه اندازه، مساحت و اندازه گیری های حجمی استفاده کرد.

1. کاربرد مدل سه بعدی یا 3D در نقشه برداری

برای مشاهده نقشه عوارض روی زمین، می توان مدل سه بعدی زمین را با جزئیات دقیق ایجاد کرد. امروزه در شرکت های نقشه برداری مدل های سه بعدی و فناوری نقشه برداری با پهپاد رواج بسیاری دارد . با اطمینان بیشتر زوایای دیده نشده از زمین و عوارض قابل مشاهده است.

2. کاربرد مدل سه بعدی یا 3D در بازدید و بازرسی سایت های ساخت و ساز

بازرسان می‌توانند مشکلات احتمالی را با مدل‌های سه بعدی دقیق‌تر و در مدت زمان کمتری شناسایی کنند. در عین حال بازرسی ها به طور مرتب و در مدت کمتر انجام میگردد.

3. کاربرد مدل سه بعدی یا 3D درمدیریت انرژی

مدیریت بهینه انرژی و  اطمینان از سلامت ، ایمنی و طول عمر تجهیزات دیگر چالش برانگیز نیست.

4. کاربرد مدل سه بعدی یا 3D در کشاورزی

در صنعت کشاورزی نیز برای رصد سلامت ، زمان کشت و برداشت محصولات و عملکرد کلی مزرعه میتوان از مدل های 3D و پهپاد ها استفاده کرد.

5. کاربرد مدل سه بعدی یا 3D در حفظ امنیت

ماموران امنیتی می توانند از مدل های سه بعدی برای مستند سازی و بازآفرینی صحنه های جرم و ضبط شواهد و ارائه تصویری واضح برای تحقیقات خود استفاده کنند.

در انتها برای دریافت مشاوره و خرید می توانید با ما در ارتباط باشید.