مروری بر تولیدات دوربین های هوایی رقومی مایل

این مقاله و نوشتار بعدی بر سامانه دوربین های هوایی مایل، که بکارگیری آنها برای اخذ داده های سه بعدی از جاده ها، مناطق شهری، خطوط ریلی و دیگر دالان ها رشدی پیوسته داشته است، تمرکز دارد. همچنین این مقاله مروری بر محصولات ارائه شده در وبسایت Geo-matching.com خواهد داشت.

تصاویر مایل

بیشتر مدل های شهری سه بعدی و نقشه های رقومی بکار گرفته شده در سامانه های ناوبری خودروها و یا مسیریاب ها از تصاویر هوایی و ماهواره ای به عنوان منابع خود استفاده می کنند. این تصاویر توسط دوربین های دارای وضوح و دقت بالایی که در دوازده شرکت یا بیشتر تولید شده اند، اخذ می شوند. در حدود سال ۱۹۹۰ تلاش های صورت گرفته در راستای تحقیق و توسعه با تمرکز بر انتقال از تصویربرداری با فیلم به حالت رقومی، منجر به ظهور سریع سامانه های دوربین های رقومی (مایل) از سال ۲۰۰۰ به بعد شدند. تصاویر مایل به نحوی تهیه می شدند که توجیه محور اپتیکال اندکی از حالت قائم انحراف داشته و در راستای نادیر واقع شود. اگر افق در دید قرار گیرد، تصویر را “بسیار مایل” می نامیم و در غیر اینصورت عبارت “کمتر مایل” را بکار می بریم.

برای مطالعه مقاله دوربین های تصویربرداری هوایی مایل رقومی (۱) و دوربین های هوایی مایل رقومی (۲) از مجله GIM International کلیک کنید.

پیشینه دوربین های هوایی مایل

هیچ چیز جدیدی در ارتباط با تهیه تصاویر مایل وجود ندارد، آنها بیش از یک قرن است که برای نقشه برداری های نظامی و پروژه های نقشه سازی در مقیاس بزرگ مورد استفاده قرار می گیرند. در حدود سال ۱۹۹۰، Scheimflug یک دوربین دارای چند عدسی با دیدی در ۸ جهت را خلق نمود. در طول جنگ جهانی اول، آمریکا یک دوربین دارای سه عدسی را به وجود آورد. در دوران بین دو جنگ، مهندسان شرکت Sherman Fairchild این سامانه دارای عدسی های چندگانه را به پنج عدسی T3A گسترش دادند، که این دست آورد تا سال ۱۹۴۰ به عنوان دوربین نقشه سازی دقیق ارتش آمریکا باقی ماند.

۴ دوربین هوایی رقومی مایل معرفی شده در وب سایت Geo-matching.com

دوربین تصویربرداری هوایی رقومی Vexcel

Vexcel به خط تولید نسل سوم دوربین های هوایی UltraCam خود نام پرندگان شکاری را داده است: شاهین، باز، عقاب و همای. آخرین نام در این فهرست یک سامانه نادیر/مایل است که در بهار ۲۰۱۳ معرفی شد و دوربین های آن بصورت صلیبی (چلیپای مالتی) قرار گرفته اند. دوربین نادیر همان UltraCam شاهین است، یک دوربین نقشه برداری ۹۰ مگاپیکسلی که در سال ۲۰۱۳ معرفی شد. دوربین نادیر (f=51mm) داده ها را در ۵ باند جمع آوری می کند: پان، RGB و مادون قرمز نزدیک. اندازه تصویر باند پان ۱۱۶۷۴ در ۷۵۱۴ پیکسل است، و هر پیکسل اندازه ای ۶ میکرونی دارد که منجر به یک قالب CCD 70.04 در ۴۵٫۰۸ میلیمتری می شود. در ارتفاع پرواز ۸۵۰ متری، GSD معادل ۱۰ سانتیمتر است.

دوربین هوایی رقومی Lead’Air Midas

دوربین های قالب بزرگ و متوسط غالباً برای پروژه هایی که نیاز به دقت بسیار بالایی ندارند، گران محسوب می شوند. یک راه حل منعطف سوار کردن دوربین های قالب متوسط و کوچک در یک آرایه با طرح های متغیر است. آنها طرح بندی های سفارشی شده ای مشتمل بر یک تا ده دوربین RGB، لیدار و سنجنده های چند طیفی را فراهم می آورند. بسته های سنجنده ای شامل سه دوربین نادیر، رو به جلو و رو به عقب، و یا پنج دوربین مرتب شده در قالب یک صلیب است که هر دوربین مایل نسبت به راستای نادیر ۴۵ درجه زاویه پیدا کرده است.

دوربین هوایی رقومی IGI DigiCAM

IGI دوربین Penta DigiCAM را در سال ۲۰۰۸ معرفی نمود. این دوربین در بردارنده ۵ سنجنده DigiCAM، یکی در راستای نادیر و چهار سنجنده که با زاویه ۴۵ درجه نسبت به نادیر قرار گرفته اند، است. دوربین های مایل فاصله کانونی ای برابر با ۸۰ میلیمتر داشته و این مقدار برای دوربین نادیر ۵۰ میلیمتر است. سه تراشه CCD با اندازه های ۶۰ مگاپیکسلی (۸۹۶۴ در ۶۷۱۶ پیکسل)، ۵۰ مگاپیکسلی (۸۱۷۶ در ۶۱۳۲ پیکسل) و ۳۹ مگاپیکسلی (۷۲۱۶ در ۵۴۱۲ پیکسل) ارائه شده اند. پیکسل ها اندازه ای ۶ میکرونی و قدرت تفکیک رادیومتریکی ۱۶ بیتی دارند. فیلترها اجازه تصویربرداری بصورت RGB و یا مادون قرمز رنگی (CIR) را می دهند. وزن کلی این سیستم ۵۵ کیلوگرم بوده و در یک جعبه با ابعاد ۴۰٫۲ در ۴۳٫۶ در ۸۳ سانتیمتر مکعبی جای می گیرد.

دوربین هوایی رقومی VisionMap A3

یک روش دیگر برای بدست آوردن نماهای مایل، حرکت دادن یک دوربین و یا بیشتر در راستای مسیر است. حرکت اسکن وار اجازه یک میدان دید بازتر در راستای پرواز را داده و نماهای مایلی را پدید می آورد. سیستم دو دوربینی VisionMap A3 بر مبنای این قانون حرکتی کار می کند. دو عدسی ۳۰۰ میلیمتری یک زاویه ۹۰ درجه ای نسبت به راستای پرواز داشته و یک میدان دید (FOV) تا ۱۰۶ درجه را پدید می آورند. یک قاب (فریم) منفرد ۷۸۱۲ در ۲۶۶۶ پیکسل را پوشش می دهد. هر پیکسل یک اندازه ۹ میکرونی با قدرت تفکیک ۱۲ بیتی دارد. تا ۲۹ قاب دوگانه می توانند در یک جاروب اخذ شده و منتج به یک اندازه قاب کلی ۶۲۵۰۰ در ۷۸۵۰ پیکسلی شوند. ارتفاع پرواز معمول از ۳۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ متر متغیر است.