동기화 노출

카메라에 "동기화 제어"가 필요한 이유

비행 중에 드론이 비스듬한 카메라의 5개 렌즈에 방아쇠 신호를 줄 것이라는 것은 모두 알고 있습니다. 5개의 렌즈는 이론적으로 절대 동기화로 노출된 다음 하나의 POS 정보를 동시에 기록해야 합니다. 그러나 실제 운용 과정에서 드론이 트리거 신호를 보낸 후 5개의 렌즈가 동시에 노출되지 않는 것을 발견했습니다. 왜 이런 일이 일어났습니까?

비행 후에는 다른 렌즈로 수집한 사진의 총 용량이 일반적으로 다르다는 것을 알게 될 것입니다. 이는 동일한 압축 알고리즘을 사용할 때 지면 텍스처 기능의 복잡성이 사진의 데이터 크기에 영향을 미치고 카메라의 노출 동기화에 영향을 주기 때문입니다.

다양한 질감 기능

피처의 텍스처가 복잡할수록 카메라가 해결, 압축 및 기록하는 데 필요한 데이터 양이 많을수록 이러한 단계를 완료하는 데 더 많은 시간이 걸립니다. 저장 시간이 임계점에 도달하면 카메라가 제 시간에 셔터 신호에 응답하지 못하고 노출 동작이 지연됩니다.

두 노출 사이의 간격 시간이 카메라가 사진 주기를 완료하는 데 필요한 시간보다 짧으면 시간 내에 노출을 완료할 수 없기 때문에 카메라가 사진을 잘못 촬영하게 됩니다. 따라서 작동 과정에서 카메라의 노출-동작을 통합하기 위해 카메라 동기화 제어 기술을 사용해야 합니다.

동기제어 기술 연구개발

이전에 우리는 소프트웨어에서 AT 후, 공중에 있는 5개의 렌즈의 위치 오차가 때때로 매우 클 수 있고 카메라 사이의 위치 차이가 실제로 60 ~ 100cm에 도달할 수 있음을 발견했습니다!

그러나 지상에서 테스트했을 때 카메라의 동기화가 여전히 상대적으로 높고 응답이 매우 시의적절하다는 것을 발견했습니다. R&D 인력이 많이 혼란스러워요. AT 솔루션의 태도와 위치 오류가 왜 그렇게 큰가요?

그 이유를 알아보기 위해 DG4pros 개발 초기에 DG4pros 카메라에 피드백 타이머를 추가하여 드론 트리거 신호와 카메라 노출 사이의 시간차를 기록했습니다. 그리고 다음 4가지 시나리오에서 테스트했습니다.

장면 A: 같은 색상과 질감

장면 C: 같은 색상, 다른 질감

장면 D: 다양한 색상과 질감

테스트 결과 통계표

결론:

풍부한 색상이 있는 장면의 경우 카메라가 Bayer 계산 및 기록을 수행하는 데 필요한 시간이 늘어납니다. 선이 많은 장면의 경우 이미지 고주파 정보가 너무 많고 카메라가 압축하는 데 필요한 시간도 늘어납니다.

카메라 샘플링 빈도가 낮고 텍스처가 단순하면 카메라 응답이 적시에 양호함을 알 수 있습니다. 그러나 카메라 샘플링 주파수가 높고 텍스처가 복잡하면 카메라 응답 시차가 크게 증가합니다. 그리고 사진을 찍는 빈도가 더욱 증가할수록 카메라는 결국 사진을 잘못 찍게 됩니다.

카메라 동기화 제어 원리

위와 같은 문제점을 해결하기 위해 Rainpoo는 카메라에 피드백 제어 시스템을 추가하여 5개 렌즈의 동기화를 개선했습니다.

시스템은 드론이 트리거 신호를 보내는 시간차 "T"와 각 렌즈의 노출 시간을 측정할 수 있습니다. 5개의 렌즈의 시간차 "T"가 허용 범위 내에 있으면 5개의 렌즈가 동시에 작동한다고 생각합니다. 5개 렌즈의 특정 피드백 값이 표준 값보다 크면 제어 장치는 카메라가 큰 시차를 가지고 있다고 판단하고 다음 노출에서 그 차이에 따라 렌즈를 보정하고 마지막으로 5개의 렌즈가 동시에 노출되며 시차는 항상 표준 범위 내에 있습니다.

PPK에서 동기화 제어 적용

카메라의 동기화를 제어한 후 측량 및 매핑 프로젝트에서 PPK를 사용하여 제어점 수를 줄일 수 있습니다. 현재 비스듬한 카메라와 PPK에 대한 세 가지 연결 방법이 있습니다.

1	5개의 렌즈 중 하나가 PPK에 연결됩니다.
2	5개의 렌즈가 모두 PPK에 연결되어 있습니다.
3	카메라 동기화 제어 기술을 사용하여 평균값을 PPK로 피드백

세 가지 옵션 각각에는 장점과 단점이 있습니다.

1	장점은 간단하고 단점은 PPK가 단일 렌즈의 공간적 위치만을 나타낸다는 것입니다. 5개의 렌즈가 동기화되지 않으면 다른 렌즈의 위치 오차가 상대적으로 커지게 됩니다.
2	장점도 간단하고 위치 지정이 정확하며 단점은 특정 차동 모듈만 대상으로 할 수 있다는 것입니다.
3	이점은 정확한 위치 지정, 높은 다용성 및 다양한 유형의 차동 모듈에 대한 지원입니다. 단점은 제어가 더 복잡하고 비용이 상대적으로 높다는 것입니다.

현재 100HZ RTK/PPK 보드를 사용하는 드론이 있습니다. 보드에는 1:500 지형도 제어점이 없는 Ortho 카메라가 장착되어 있지만 이 기술은 경사 사진에서 절대적인 제어점을 얻을 수 없습니다. 5개 렌즈 자체의 동기 오차가 차동 장치의 위치 정확도보다 크기 때문에 고동기 사선 카메라가 없으면 고주파수 차이가 무의미하다. . . . .

현재 이 제어 방식은 수동 제어이며 카메라 동기화 오류가 논리적 임계값보다 큰 경우에만 보상이 수행됩니다. 따라서 텍스처의 변화가 큰 장면의 경우 임계값보다 큰 개별 포인트 오류가 분명히 있을 것입니다. Rainpoo는 차세대 Rie 시리즈 제품에서 새로운 제어 방법을 개발했습니다. 현재 제어 방법과 비교하여 카메라 동기화 정확도는 최소 10배 이상 향상되고 ns 수준에 도달할 수 있습니다!

이전의:GSD 및 캐리어 드론 유형이 3D 모델의 상대적 정확도에 미치는 영향

다음:Rainpoo 제품 시리즈의 R&D 라인

반품